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沼气是粪便、秸秆等有机物质在一定的温度、水分和密闭的条件下，经过沼气细菌发酵而产生的。沼气发酵是一个复杂的微生物学过程，需要有沼气细菌参加才能够进行。了解沼气发酵原理，准确掌握沼气产生条件，对搞好沼气生产非常重要。
一、沼气细菌
沼气细菌不是单纯的一种细菌，而是许多种细菌的总称。在沼气厌氧发酵过程中，沼气细菌是最活跃的因素，它们把各种固体或是溶解状态的复杂有机物，按照各自的营养需要，进行分解转化，最终形成沼气。根据各类沼气细菌的作用，可以把沼气细菌分为两类：第一类叫做分解细菌，即不产甲烷细菌；第二类叫产甲烷细菌。
（一）分解细菌 是分解各种复杂有机物质的微生物，经研究表明有18属50种，如纤维分解菌、蛋白质分解菌、脂肪分解菌及一些特殊的细菌如产氢菌、产乙酸菌等。它们多是专性厌氧细菌，在它们共同作用下，使沼气发酵原料中复杂的有机物质逐渐分解成甲酸、醋酸、乳酸、丁酸、甲醇等简单有机物质，以及二氧化碳、氢、硫化氢、氨等气体，为产甲烷细菌提供可利用的碳源和能源。
（二）产甲烷细菌 产甲烷细菌是将各种简单的有机物质转化为甲烷的微生物，是沼气发酵的主要成分——甲烷的生产者。主要有嗜热自养甲烷杆菌、巴氏甲烷八叠球菌、麦氏甲烷球菌、享氏甲烷螺菌等。产甲烷菌是沼气发酵微生物的核心，它们严格厌氧，对氧和氧化剂非常敏感，最适宜的pH值为中性或微碱性。它们把经分解细菌产生的结构简单的化合物转变成甲烷和二氧化碳。
二、沼气细菌代谢规律
微生物代谢是以生命活动为基础的，其生长一般规律是开始缓慢，然后逐渐加快，到达最高阶段后，又逐步下降，直至衰老死亡，表现出一个曲线式的发展过程。将少量沼气细菌接入一恒定容器里，在培养中定时取样测定菌数，以培养时间为横坐标，增长数目或重量为纵坐标，可绘出一条生长线，这种曲线可称为生长曲线。（见图2—1）生长曲线反映微生物从开始生长到衰老整个过程中的菌体数目（重量）和生理变化。根据微生物生长速度，整个曲线可分为适应期、对数期、平衡期、衰亡期四个时期。沼气生产过程中，要很好了解沼气细菌的生长规律，以便有目的地提高沼气产量。
（一）适应期 初接入的细菌须通过自身生理代谢的调节适应新环境，不立即繁殖，菌数几乎不增多，曲线平稳。后期，菌体进入生理活跃阶段，少数细菌开始繁殖，曲线稍有上升。该期长短同菌种、菌龄、接种量、培养基成分和培养条件有关。生产上常采用加大接种量，在培养基中加入某些成分或用最适种龄接种等措施缩短缓慢期。
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