农业环境科学学报

作者：刘金荣,刘杨赟,杨菲凡,黄永文,陈芳清

单位：三峡大学, 湖北省三峡地区生态保护与治理国际联合研究中心, 湖北 宜昌 443002,湖北正江环保科技有限公司, 湖北 宜昌 443002,三峡大学, 湖北省三峡地区生态保护与治理国际联合研究中心, 湖北 宜昌 443002,湖北正江环保科技有限公司, 湖北 宜昌 443002,三峡大学, 湖北省三峡地区生态保护与治理国际联合研究中心, 湖北 宜昌 443002

关键词：水稻秸秆,厌氧发酵,添加剂,生物甲烷,微生物群落,

基金：湖北省科技创新专项重点项目（2016AHB014）

为研究添加剂对水稻秸秆厌氧发酵系统微生物群落的影响，在厌氧发酵系统中分别添加吐温20、生物炭以及二者的混合物作为实验处理，通过测定各处理生物甲烷产率、微生物群落多样性与结构的变化，揭示了添加剂对水稻秸秆厌氧发酵系统产生物甲烷的微生物作用机制。结果表明：添加剂能显著提升水稻秸秆厌氧发酵系统的生物甲烷产率，吐温20+生物炭（TS）、吐温20（T）和生物炭（S）处理的生物甲烷产率分别比对照（CK）提高了390.67%、182.07%和109.56%。添加剂能显著提高厌氧发酵系统细菌和古菌群落在发酵后期的多样性，TS、S和T的细菌Shannon多样性指数分别比CK高28.16%、26.45%和6.27%，Chao1丰富度指数分别高 3.75%、6.24% 和 24.31%，S、TS 和 T 处理厌氧发酵系统古菌群落的 Shannon 多样性指数分别比 CK 高 11.58%、5.62% 和2.64%。添加剂还改变了厌氧发酵系统后期细菌和古菌群落优势菌属的组成与结构，其中对古菌群落的影响最大，增加了甲烷短杆菌属（Methanobrevibacter）、甲烷球形菌属（Methanosphaera）和甲烷八叠球菌属（Methanosarcina）的相对丰度，减少了RumEn M2的相对丰度。研究表明，3种添加剂处理通过提高微生物群落在发酵后期的多样性和改善水稻秸秆厌氧发酵系统微生物群落的组成与结构，增加了厌氧发酵系统产甲烷的代谢途径和代谢效率，提高了厌氧发酵系统产生物甲烷的性能，其中吐温20和生物炭混合处理效果最好。

来源：2025年第12期

《农业环境科学学报》期刊编辑部

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