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| 編輯推薦： |
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1.本书是作者及云南师范大学沼气工程实验室多年的研究总结，数据和图表是一手的研究数据，可参考性强。2.低温沼气是制约沼气在寒冷地区大规模应用的瓶颈技术，如何遴选出低温沼气发酵的微生物是关键所在，本书对低温沼气系统中的微生物种群进行了对比研究，对沼气发酵遴选微生物有较好的参考价值。3.微生物是农业环境工程技术中的关键资源，对解决农业环境工程、生态环境工程的资源高效利用有一定的参考价值。
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| 內容簡介： |
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《低温沼气发酵微生物群落结构及多样性》从低温沼气发酵过程的微生物学角度，分析低温沼气发酵系统中微生物群落结构与多样性的时间动态、非生物因子的时间动态以及微生物与非生物因子的相关性，揭示低温沼气发酵系统这一“黑箱”所蕴藏的微生物群落结构与多样性、微生物群落演替及时间动态变化，及其与环境因子之间的相关性等生态学基本问题，以期为优良低温沼气发酵微生物资源的挖掘和高效低温沼气发酵接种物的获得提供一定帮助。本书可供农业生物环境与能源工程、微生物学、生态学、环境工程专业的本科生、研究生及相关专业的教师、研究人员参考和使用。
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| 目錄：
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第1章沼气发酵的研究及应用概述001
1.1沼气发展现状 002
1.1.1国外沼气发展现状 002
1.1.2中国沼气发展现状 003
1.1.3云南省沼气发展现状 003
1.2沼气发酵的研究 003
1.2.1沼气发酵的机理 003
1.2.2沼气发酵微生物 005
1.2.3沼气发酵系统中微生物的群落结构与多样性 009
1.3低温沼气发酵的研究 012
1.3.1低温是限制沼气推广的重要影响因素 012
1.3.2低温沼气发酵微生物的基础研究 013
1.4低温沼气发酵微生物群落结构多样性分析的意义、内容及实现路径 014
1.4.1低温沼气发酵微生物群落结构及多样性分析的研究思路 014
1.4.2低温沼气发酵微生物群落结构及多样性分析的研究内容 015
1.4.3低温沼气发酵微生物群落结构及多样性分析的研究目标 015
1.4.4低温沼气发酵微生物群落结构及多样性分析的实现路径 015
第2章低温沼气发酵微生物研究的材料与方法017
2.1低温沼气发酵的研究装置 018
2.2低温沼气发酵的原料和接种物 018
2.2.1低温沼气发酵的原料选择与研究 018
2.2.2低温沼气发酵的接种物选择与研究 018
2.3低温沼气发酵的研究方案 019
2.3.1低温沼气发酵的研究工艺和温度 019
2.3.2低温沼气发酵料液的配制方案 019
2.3.3低温沼气发酵系统中非生物因子及其测定 019
2.3.4低温沼气发酵系统中生物因子及其测定 020
2.3.5低温沼气发酵系统中环境因子相关性分析方法的选择 023
第3章低温沼气发酵系统微生物群落结构多样性研究025
3.1低温沼气发酵过程中非生物因子的时间动态分析 026
3.1.1低温沼气发酵料液理化指标结果分析 026
3.1.2低温沼气发酵产气情况及结果分析 033
3.2低温沼气发酵过程中生物因子的时间动态分析 037
3.2.1细菌群落结构与多样性的研究 037
3.2.2古菌群落结构与多样性的研究 074
3.3低温沼气发酵系统中环境因子的相关性分析 094
3.3.1非生物因子之间的相关性 094
3.3.2非生物因子与细菌类群之间的相关性 095
3.3.3细菌类群之间的相关性 096
3.3.4非生物因子与古菌类群之间的相关性 097
3.3.5古菌类群之间的相关性 097
3.3.6细菌类群与古菌类群之间的相关性 098
第4章低温沼气发酵综合分析与讨论117
4.1不同低温沼气发酵系统的产气性能比较研究 118
4.1.1不同低温沼气发酵系统产气速率比较研究 118
4.1.2不同低温沼气发酵系统沼气产量、CH4产量比较研究 118
4.2氨氮对低温沼气发酵系统的影响 119
4.3乙酸、丙酸对低温沼气发酵系统的影响 119
4.4低温沼气发酵系统中的微生物类群 120
4.4.1低温沼气发酵系统中的细菌类群 120
4.4.2低温沼气发酵系统中的产甲烷菌优势类群 121
4.4.3低温沼气发酵系统中的其他微生物类群 122
4.5批量式沼气发酵系统中微生物群落的动态变化 122
4.6低温产甲烷菌研究讨论 123
4.7低温沼气发酵食物链的构建研究 123
4.8云南沼气发酵生态系统中微生物的群落结构 125
4.9不同温度类型沼气发酵系统中微生物的群落结构 125
4.10低温沼气发酵系统中乙酸的利用途径分析 126
4.11低温沼气发酵系统中的反硝化细菌假单胞菌属 127
第5章总结与展望129
5.1低温沼气发酵微生物群落结构多样性分析的研究结论 130
5.1.1非生物因子 130
5.1.2生物因子 130
5.2低温沼气发酵微生物群落结构多样性分析研究的创新之处 131
5.3展望与设想 132
参考文献133
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| 內容試閱：
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低温是限制沼气发酵技术向高纬度地区和高原地区推广的重要因素，有研究显示，中国75%以上的户用沼气池受到低温的影响而运行不良。从畜禽粪便和农作物秸秆等沼气原料资源量的角度看，黑龙江、吉林、辽宁等高纬度省份属于资源量丰富地区，云南等高原省份属于资源量中等地区，均具备了大规模推广沼气的原料条件；但这些地区沼气发展的实际情况却远远落后于全国平均水平。在低温沼气发酵系统中，低温环境不仅会抑制沼气菌群的代谢活性，使生化反应的速率降低，同时还使发酵料液的黏度增加、有机质的降解效率降低。为提高低温环境下沼气发酵系统的运行效率，在工程上主要采用各种加热保温设备来提高沼气发酵系统的运行温度，但加温装置无疑大大增加了工程投资和运行成本，同时加热处理并没有完全消除低温对沼气发酵的影响。因而，如何因地制宜地找到一种实用且具有可操作性的方法来提升低温沼气发酵系统的运行效率，是本书在工程应用方面的选题背景。
近年来高效低温沼气技术的研究与设计成为关注的热点，由于沼气发酵是微生物代谢的过程，因而其性能与微生物密切相关。众多研究人员对低温沼气发酵系统这一“黑箱”所蕴藏的微生物进行了深入的研究，并初步揭示了低温沼气发酵微生物的群落组成与功能；但在低温沼气发酵系统中，诸如微生物优势种群的演替（时间动态）、环境因子（生物因子和非生物因子）对微生物群落结构与多样性的影响、环境因子之间的相互关系等生态学基本问题，还不是很清楚，有待进一步研究、阐明。为此，本书作者分别在15℃、9℃和4℃的低温条件下驯化沼气发酵接种物；然后采用批量发酵工艺，将驯化得到的15℃低温接种物、9℃低温接种物和4℃低温接种物，分别接种至猪粪原料中，进行9℃低温发酵，形成3个低温沼气发酵系统（对应A系统、B系统、C系统），并综合应用非生物因子分析法、生物因子分析法（16S rDNA扩增子测序）和SPSS相关性分析法，对供试验的低温沼气发酵系统中的微生物生态学基本问题进行研究，以期为优良低温沼气发酵微生物资源的挖掘和高效低温沼气发酵接种物的获得提供一定帮助。
《低温沼气发酵微生物群落结构及多样性》系统论述了低温沼气发酵系统中细菌和古菌的群落结构与多样性，揭示了低温沼气发酵系统中低温功能微生物随发酵时间的变化及演替规律（时间动态），以及生物因子（细菌、古菌）和非生物因子（沼气产量、CH4产量、CO2产量、产气速率、pH值、TS、VS、VFAs、sCOD、NH3-N）对微生物群落的影响，生物因子之间的相关性、非生物因子之间的相关性、生物因子与非生物因子之间的相关性等生态学基本问题。本书第1章概述了沼气发酵的研究及应用，第2章介绍了低温沼气发酵微生物研究的材料与方法，第3章研究了低温沼气发酵系统微生物群落结构多样性，第4章对低温沼气发酵微生物及其影响因子进行了讨论，第5章总结了低温沼气发酵微生物的研究并对进一步研究的方向提出了展望。目前市面上出现了较多关于沼气技术的书籍，但大多涉及的是工艺方面的研究，而本书主要从微生物的角度来探讨沼气发酵系统中的生态学基本问题，类似专著较少，且现在国家大力提倡交叉学科建设，本书较好地体现了生物学与农业工程学科的交叉，可为相关学科专业的本科生、研究生及教师提供有意义的参考。
本书的研究内容是在云南师范大学张无敌研究员、云南大学崔晓龙研究员和云南师范大学尹芳教授的精心指导下完成的，在此，我谨向张老师、崔老师和尹老师表达我衷心的感恩之情。本书的研究得到了云南省基础研究计划面上项目（2019FB074、202001AT070094）、云南省万人计划产业技术领导人才项目（20191096）以及云南省沼气工程技术研究中心的支持和资助，在此一并表示感谢。
由于本书内容涉及面较为广泛，著者水平有限，书中难免存在不足之处，欢迎读者批评指正。
著者
2023年1月
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