記者19日從農(nóng)業(yè)農(nóng)村部環(huán)境保護(hù)科研監(jiān)測(cè)所獲悉，該所養(yǎng)殖業(yè)污染防治創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)的研究，揭示了豬糞與玉米秸稈在厭氧干發(fā)酵過(guò)程中，揮發(fā)性脂肪酸與氨氮之間的協(xié)同作用機(jī)制。這一成果不僅為厭氧干發(fā)酵技術(shù)的優(yōu)化提供了理論基礎(chǔ)，還促進(jìn)了養(yǎng)殖廢棄物資源的高效利用。相關(guān)研究成果日前發(fā)表在國(guó)際期刊《化學(xué)工程》上。
“在厭氧干發(fā)酵過(guò)程中，揮發(fā)性脂肪酸作為關(guān)鍵的中間產(chǎn)物發(fā)揮著重要作用，而氨氮?jiǎng)t對(duì)富含氮元素的原料的發(fā)酵性能具有顯著影響。這兩者之間還存在著相互作用的關(guān)系。因此，闡明揮發(fā)性脂肪酸與氨氮之間的相互作用及其協(xié)同影響的機(jī)制，對(duì)于提高發(fā)酵性能具有重要意義。”論文通訊作者、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部環(huán)境保護(hù)科研監(jiān)測(cè)所研究員杜連柱告訴科技日?qǐng)?bào)記者。
研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)外源性添加低濃度的氨氮，可以有效緩解因揮發(fā)性脂肪酸過(guò)度積累所導(dǎo)致的酸抑制效應(yīng)，并促進(jìn)與乙酸營(yíng)養(yǎng)型產(chǎn)甲烷途徑相關(guān)的功能酶編碼基因的表達(dá)（基因被轉(zhuǎn)錄成信使核糖核酸，并進(jìn)一步被翻譯成蛋白質(zhì)的過(guò)程），從而使得甲烷的產(chǎn)率實(shí)現(xiàn)了從1.7%至18.1%的提升。然而，當(dāng)氨氮濃度過(guò)高時(shí)，會(huì)抑制與氫營(yíng)養(yǎng)型產(chǎn)甲烷途徑相關(guān)的功能酶編碼基因的表達(dá)，進(jìn)而加劇酸抑制現(xiàn)象，導(dǎo)致甲烷產(chǎn)率大幅下降，降幅介于65.7%至69.8%之間。
“本研究的結(jié)果有助于開(kāi)發(fā)更有效的方法來(lái)優(yōu)化干式厭氧消化過(guò)程，從而提高相關(guān)甲烷生產(chǎn)的效率、穩(wěn)定性和可持續(xù)性。這不僅加深了對(duì)畜禽糞污厭氧干發(fā)酵過(guò)程的理解，還為提高農(nóng)業(yè)廢棄物的能源轉(zhuǎn)化效率提供了數(shù)據(jù)支撐?！倍胚B柱說(shuō)。
