记者19日从农业农村部环境保护科研监测所获悉，该所养殖业污染防治创新团队的研究，揭示了猪粪与玉米秸秆在厌氧干发酵过程中，挥发性脂肪酸与氨氮之间的协同作用机制。这一成果不仅为厌氧干发酵技术的优化提供了理论基础，还促进了养殖废弃物资源的高效利用。相关研究成果日前发表在国际期刊《化学工程》上。
“在厌氧干发酵过程中，挥发性脂肪酸作为关键的中间产物发挥着重要作用，而氨氮则对富含氮元素的原料的发酵性能具有显著影响。这两者之间还存在着相互作用的关系。因此，阐明挥发性脂肪酸与氨氮之间的相互作用及其协同影响的机制，对于提高发酵性能具有重要意义。”论文通讯作者、农业农村部环境保护科研监测所研究员杜连柱告诉科技日报记者。
研究发现，通过外源性添加低浓度的氨氮，可以有效缓解因挥发性脂肪酸过度积累所导致的酸抑制效应，并促进与乙酸营养型产甲烷途径相关的功能酶编码基因的表达（基因被转录成信使核糖核酸，并进一步被翻译成蛋白质的过程），从而使得甲烷的产率实现了从1.7%至18.1%的提升。然而，当氨氮浓度过高时，会抑制与氢营养型产甲烷途径相关的功能酶编码基因的表达，进而加剧酸抑制现象，导致甲烷产率大幅下降，降幅介于65.7%至69.8%之间。
“本研究的结果有助于开发更有效的方法来优化干式厌氧消化过程，从而提高相关甲烷生产的效率、稳定性和可持续性。这不仅加深了对畜禽粪污厌氧干发酵过程的理解，还为提高农业废弃物的能源转化效率提供了数据支撑。”杜连柱说。
