中国研究新突破:苜蓿与果渣微生物协同,沼气产量显著提升
2025-05-22 17:13
来源:美国微生物学会
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在mSphere项目中,中国研究人员取得一项关于苜蓿沼气生产的重要研究成果。苜蓿作为富含蛋白质的牲畜饲料,此次研究揭示了其作为优质沼气来源的潜力,而沼气是在植物或有机物厌氧消化过程中产生的甲烷和其他气体混合物。

研究团队报告了一种提高苜蓿沼气产量的新方法,即向苜蓿混合物中添加果实废料和厌氧微生物,先进行共发酵,随后产生甲烷。结果表明,这些添加物不仅提高了苜蓿的沼气产量,还降低了生产成本,并且增加了剩余植物物质的营养成分,这些物质可进一步用作饲料。

贵州大学动物科学学院微生物学家程启明博士指出,这一工艺为提高水果废弃物甲烷产量提供了极具吸引力的机会。他强调,水果和植物生物质有望成为廉价、稳定的清洁能源,替代化石燃料。

在研究中,添加的第一种成分是玫瑰果(Rosa roxburghi)的糊状果渣。玫瑰果广泛种植于贵州西南部地区,常被加工成果汁,而榨汁后剩下的果渣通过发酵处理,成为一种颇具吸引力的残渣处理方式。程博士表示,沼气废弃物就地处理可以减少原料运输成本,促进农村沼气工程的实施。

第二种成分是嗜酸乳杆菌,这是一种常用作益生菌的厌氧微生物。研究人员将收获的苜蓿样本分别用果渣和嗜酸乳杆菌处理,并与未处理样本以及分别用每种添加剂处理的样本进行比较。在50天内,他们以不同时间间隔分析了处理过和未处理样品的化学成分,并监测了pH值和其他发酵过程。

研究结果显示,水果废料与嗜酸乳杆菌混合后产生了协同效应,刺激了厌氧发酵。与未经处理的样品相比,包含这两种物质的样品在三天后甲烷产量增加了33%。在发酵过程中,样品酸性增强,其中用果渣和益生菌处理的样品pH值下降最快。联合处理还促进了乳酸菌的生长,丰富了生物质。

研究人员进一步发现,处理过的样品中植物乳杆菌的相对丰度增加,而乳酸乳球菌、考瓦氏乳杆菌和蒙氏肠球菌的相对丰度下降。程教授表示,经过厌氧发酵后,处理过的苜蓿样品中细菌组成的这些变化为甲烷的产生奠定了基础。

这一研究成果不仅为苜蓿沼气生产提供了新的思路和方法,也为水果废弃物和植物生物质的资源化利用开辟了新的途径。

更多信息: mSphere (2025)。

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