pH值对猪粪与菌糠共发酵产酸特性及微生物群落的影响

作者：任元森; 张海波; 程红艳^*; 王雨萌; 罗渊; 刘娜

来源：河南农业科学, 2023, 52(05): 110-120.

DOI：10.15933/j.cnki.1004-3268.2023.05.013

• 猪粪
• 菌糠
• pH值
• 厌氧发酵
• 挥发性脂肪酸
• 微生物群落结构

为解决当前农业废弃物资源化利用产物单一、效率低下的问题，以猪粪和灵芝菌糠为原料，通过研究不同pH值对猪粪和菌糠厌氧共发酵过程的影响，探讨二者厌氧发酵产酸规律和微生物群落结构变化。设置7个处理[不调节pH值（对照，CK）、pH值为4.0、pH值为5.5、pH值为7.0、pH值为8.5、pH值为10.0、pH值为11.5]，测定并分析发酵液中挥发性脂肪酸（VFA）、氨氮、总磷、可溶性化学需氧量（SCOD）等指标以及微生物群落结构变化。结果表明，pH值为8.5处理，发酵第11天，VFA质量浓度达到最大值，为36 736.29 mg/L，是对照组的1.36倍；pH值调控对VFA组分的影响方面，乙酸和正戊酸受pH值影响较大，总体上乙酸占比随pH值的升高而增大，而正戊酸占比则呈相反趋势；不同pH值处理下，SCOD随发酵时间推移其变化趋势与VFA一致。高通量测序分析结果表明，pH值为8.5处理为最优产酸组，其微生物群落丰富度最高；在酸积累最大日，所有处理细菌群落的优势菌门为Firmicutes（厚壁菌门）；在最优产酸组中，随厌氧发酵时间的推移，Bacteroidetes（拟杆菌门）相对丰度上升，而Firmicutes相对丰度则降低，在属水平上，Lactobacillus（乳酸菌属）、Clostridium＿sensu＿stricto＿1（狭义梭菌属）、Terrisporobacter（锥孢杆菌属）相对丰度降低，而Caldicoprobacter（钙杆菌属）相对丰度升高。因此，在pH值为8.5时，能够提高猪粪与菌糠厌氧共发酵的VFA产量，从而提高其利用率。

• 单位
  山西农业大学