微生物的作用:从废物到资源

　　第1章好氧废弃物处理和厌氧废弃物处理中的微生物1
　　11概述1
　　12底物1
　　121木质素1
　　122纤维素2
　　123半纤维素（木聚糖、果胶、淀粉）2
　　124微生物细胞壁组成成分：胞壁质和几丁质2
　　13好氧或厌氧降解：四段微生物作用过程3
　　131堆肥3
　　132厌氧消化5
　　14分子工具在堆肥和厌氧污泥微生物群落差异研究中的应用11
　　15碳氮平衡15
　　16结论16
　　参考文献17
　　第2章通过发酵回收生物能的近期发展26
　　21引言26
　　22生物乙醇发酵27
　　23甲烷发酵29
　　24其他发酵产品30
　　25微生物甲烷生产的最佳发酵条件、瓶颈和过程控制30
　　251甲烷发酵的缺点30
　　252氨抑制31
　　253微量元素的供给32
　　254发酵温度32
　　255保留时间32
　　26发酵罐性能的参考标准33
　　27发酵的控制和监测33
　　28微生物能源转化的可持续性34
　　281过程能源需求和温室气体排放34
　　282副产品对生物能源可持续性的影响35
　　283物质和能量平衡35
　　284微生物能源转化潜力37
　　参考文献38
　　第3章高浓度废水产生甲烷过程中的共生微生物群落44
　　31甲烷44
　　311甲烷的来源44
　　312甲烷的双重特征45
　　32高浓度废水的组成成分45
　　33甲烷生产过程46
　　331甲烷反应器46
　　332甲烷形成的影响因素47
　　34高浓度废水产生甲烷的微生物48
　　341厌氧产甲烷食物链48
　　342高效厌氧消化中的产甲烷古细菌48
　　343互生产乙酸细菌49
　　35前景52
　　参考文献53
　　第4章沼气技术——控制气体流量以提高混合、加热和脱硫58
　　41历史发展58
　　411欧洲58
　　412亚洲59
　　413数值工具和现有技术59
　　42BIO4GAS方法60
　　421方法的发展60
　　422混合和搅拌61
　　423加热62
　　424硫化氢氧化63
　　43结论65
　　参考文献65
　　第5章蚯蚓堆肥技术：蚯蚓促进微生物的作用68
　　51什么是蚯蚓堆肥技术？68
　　52蚯蚓69
　　53蚯蚓堆肥食物网70
　　54蚯蚓堆肥的运行过程71
　　55蚯蚓堆肥过程中蚯蚓对微生物降解的促进和加速73
　　56在蚯蚓堆肥过程中蚯蚓对微生物群落的影响74
　　561蚯蚓对微生物群落结构的影响74
　　562蚯蚓对微生物群落活动的影响76
　　563在蚯蚓堆肥过程中蚯蚓对总大肠菌群的影响77
　　564蚯蚓对微生物群落组成的影响78
　　565分子工具在蚯蚓堆肥研究中的应用79
　　57结论79
　　参考文献79
　　第6章堆肥的微生物活性与堆肥稳定性的关系83
　　61概述83
　　62堆肥过程中的重要条件84
　　63堆肥过程中的微生物活性84
　　64堆肥的稳定性86
　　641堆肥稳定性的定义86
　　642堆肥稳定性评价87
　　65堆肥的稳定性和农业用途90
　　651堆肥在保护土壤质量中起的作用90
　　652使用不稳定堆肥的启示91
　　66结论91
　　参考文献92
　　第7章新的分子工具在监测规模堆肥中的作用98
　　71介绍98
　　711堆肥过程中的微生物99
　　72研究微生物多样性的分子方法99
　　721序列101
　　722指纹图谱法102
　　723微阵列的阴性选择103
　　724诊断芯片103
　　725定量实时PCR法104
　　73结论105
　　参考文献105
　　第8章堆肥抑制的生产和应用：环境、食物及健康优势110
　　81引言110
　　82堆肥过程111
　　83堆肥过程的控制112
　　84肥堆的抑制性112
　　85抑制机理113
　　851生物因素113
　　852非生物活动114
　　86堆肥茶116
　　87评估堆肥抑制性的测试116
　　88抑制性堆肥的使用117
　　89农业中的农药117
　　810结束语118
　　参考文献119
　　第9章堆肥卫生设施123
　　91简介123
　　911卫生、堆肥化的重要因素123
　　912屏障——产品的应用124
　　92风险因素124
　　921原料124
　　922堆肥原料的污染124
　　93带来风险的生物体124
　　931肠道病原菌125
　　932其他致病细菌126
　　933致病病毒126
　　934致病寄生生物126
　　94灭活过程127
　　95堆肥中的热量产生128
　　96堆肥中的热量分布130
　　97搅拌的功能132
　　98灭活的计算133
　　99堆肥过程的卫生水平的检验134
　　参考文献135
　　第10章在动物健康促进和植物保护中的微生物拮抗剂138
　　101促进健康的微生物拮抗剂138
　　1011肠道细菌的竞争力138
　　1012寻找抗生素的替代品140
　　1013微生物饲料添加剂：等待接受142
　　102微生物植物保护剂142
　　1021拮抗剂在植物保护方面的应用143
　　1022靶子与士兵：植物表面和内部的微生物生态学143
　　1023来自自然——回归自然：筛选新的拮抗微生物145
　　1024商业应用的艰难历程146
　　1025前景：为市场接受的有竞争力的产品147
　　103结论147
　　参考文献147
　　第11章有益和有害微生物的相互作用：从堆肥过程到堆肥的应用151
　　111简介151
　　112堆肥过程开始时的微生物152
　　113堆肥过程中微生物的演替152
　　114堆肥控制对微生物群落的影响153
　　115有害微生物的杀灭154
　　116有益微生物群在堆肥化过程中的发展155
　　117堆肥改良对土壤微生物群的影响156
　　118结论157
　　参考文献158
　　第12章堆肥微生物群落与植物的相互作用163
　　121微生物生态学方法163
　　1211微生物群落评测165
　　1212克隆库165
　　1213DNA芯片166
　　122堆肥系统166
　　123堆肥的应用对土壤中微生物群落的影响167
　　124堆肥的应用对根系和根际微生物群落的影响168
　　125结论171
　　参考文献172
　　第13章土壤的退化和修复：微生物及其功能178
　　131土壤质量178
　　132半干旱地区的土壤退化179
　　133微生物活动和土壤退化180
　　134基于微生物参数的土壤质量指数180
　　135利用有机改良剂进行土壤修复——以一个半干旱地区的研究为例182
　　1351半干旱地区有机改良剂的短期影响：对土壤微生物群落大小、活动和
　　结构的影响182
　　1352半干旱地区有机改良剂的长期影响：对土壤微生物群落活动和
　　结构的影响185
　　136有机废弃物的宏蛋白质组学186
　　137结论和最后的话186
　　参考文献187
　　第14章堆肥产物会影响土壤微生物群落吗？191
　　141引言191
　　142作为生物肥料的堆肥192
　　143堆肥作为土壤改良剂的使用192
　　144堆肥改良剂如何影响土壤微生物193
　　1441堆肥改良剂对微生物数量的影响193
　　1442堆肥改良剂对微生物活性的影响194
　　1443堆肥改良剂对微生物群落结构和多样性的影响195
　　145案例研究——不同种类堆肥产物对农场土壤微生物的长期影响196
　　1451试验设计196
　　1452结果和讨论197
　　1453展望200
　　146结论200
　　参考文献201
　　第15章生物有机肥在泰国有机农业系统的生产和使用：个案研究206
　　151概述206
　　1511生态农业的目标206
　　1512泰国的有机农业207
　　1513生物有机肥的前景207
　　152材料和方法208
　　1521选择生产生物有机肥的原料208
　　1522根际促生菌（PGPR）的特性和生产208
　　1523生物有机肥在农业种植系统中的应用209
　　1524生物有机肥料的质量控制210
　　153生物有机肥产品的结果和在农业种植系统中的应用210
　　1531生物有机肥产品及其特性210
　　1532生物有机肥在农业种植系统中的应用211
　　1533生物有机肥的质量控制212
　　154讨论213
　　1541影响优质有机肥生产的因素213
　　1542有机肥改良剂对土壤性质的影响214
　　1543根际促生菌对促进植物成长的效应215
　　155结论：生物有机肥应用的新兴研究、教育和扩展需求216
　　参考文献216
　　第16章挑战、机遇和未来的研究需求219
　　161全球挑战219
　　1611废物管理220
　　1612土地退化和土壤侵蚀220
　　1613人口增长、食物需求和疾病221
　　1614能源需求221
　　1615气候变化222
　　162微生物对解决当前全球挑战的作用222
　　参考文献224
　　附录226

　　本书对两种最常用的微生物处理过程——堆肥（好氧）过程和消化（厌氧）过程进行了全面、具体的介绍，包括两种处理过程中涉及的微生物种类、各种环境条件和微生物之间的相互关系、工艺设备、处理过程中的监测指标及监测方法等。全书包括16章，讨论了消化过程诸多方面的问题。前几章集中讨论了不同类型废弃物处理中的微生物群落，包括堆肥、蚯蚓堆肥和厌氧消化。后面的章节讨论了最终产品中存在的“好”的和“坏”的微生物。后面的章节介绍了应用基础研究和土壤微生物群落处理废物的研究成果，希望读者能充分体会生物废弃物处理技术的艺术，并且通过阅读最后一章，能学会如何更好地利用微生物的代谢途径。本书可供从事环境工程、环境科学、固体废物、生物堆肥等相关研究的科研人员使用，也可供高等院校环境专业师生和其他感兴趣的人士参考阅读。