纳米氧化锌对牛粪厌氧消化水解酸化进程的影响研究

来源：家畜生态学报杂志2023年第10期北京时间：

作者：齐路晴,刘旭娜,卢媛媛,杨平,庞丽娜,

单位：1. 四川大学 建筑与环境学院，四川 成都 610065；2.爱丁堡大学 工程学院，英国 爱丁堡 EH9 3JL

摘要：为深入探讨新型饲料添加剂纳米氧化锌（zinc oxide nanoparticles, ZnO NPs）残留对畜禽粪便水解酸化进程的动态影响及相关深层机制，该研究以不同ZnO NPs浓度残留的牛粪为研究对象，采用16S rRNA高通量测序表征牛粪厌氧消化水解酸化过程中功能菌群的变化，并结合水解酸化产物及累积甲烷产量的变化特性，揭示ZnO NPs对牛粪厌氧消化水解酸化进程的影响及机制。结果表明：在5、10和30 mg/g 总固体（TS）的ZnO NPs存在下，厌氧消化体系中溶解性有机物含量显著增加（P<0.05），挥发性脂肪酸的含量在5 mg/g TS ZnO NPs组中大量积累，显著高于其他组（P<0.05）。不同功能菌属对ZnO NPs浓度的响应存在显著差异（P<0.05），其中5 mg/g TS的ZnO NPs更有利于Herbinix、Caproiciproducens、Tepidanaerobacter、Clostridium_sensu_stricto_7和Ureibacillus等水解酸化功能菌属的生长富集，而高浓度ZnO NPs（30和100 mg/g TS）则会对水解、酸化功能菌属产生严重抑制，且ZnO NPs浓度越高，抑制作用越强。由此可见，较高ZnO NPs可通过减少水解酸化功能菌属的相对丰度对牛粪水解酸化过程产生不利影响，实际生产中应避免ZnO NPs在畜禽粪便中的残留。

关键词：纳米氧化锌；畜禽粪便；厌氧消化；水解酸化；细菌群落结构

基金资助：国家自然科学基金项目（52079094）；水资源与水电工程科学国家重点实验室项目（2020LF1003/2019HLG01）