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什么是沼气发酵？
沼气发酵又称为厌氧消化、厌氧发酵，是指有机物质（如人、畜、家禽粪便、秸秆、杂草等）在一定的水分、温度和厌氧条件下，通过各种沼气发酵微生物的分解代谢，最终生成沼气的过程。沼气发酵是一个复杂的微生物学过程，只有存在大量的沼气微生物，并使各种群的微生物得到最佳的生长条件，各种有机物原料才会在微生物的作用下转化为沼气。
微生物是沼气发酵的核心，只有了解参加沼气发酵的多种微生物活动规律、生存条件及作用，并按照微生物的生存条件、活动规律去修建沼气池，收集发酵原料，进行日常管理，使参加发酵的各种微生物得到最佳的生长条件，才能获得较多的产气量和沼肥，满足生产、生活的需要。
沼气发酵的原理
沼气发酵是利用微生物在缺乏氧气的状态下生活和繁殖时，为了取得呼吸作用所需要的能量，而将高能量有机质分解转化为简单的低能量成分，从而释放出能量以供代谢之用，实质上是微生物的物质代谢和能量代谢的过程。
沼气是怎样发酵的？
沼气发酵过程好比作战，可分为“三大战役”：
第一战役水解液化，这是发酵的第一阶段。参加这一战役时前面谈到的四大“菌种”全部出动，其任务是将复杂的有机物分解成为较小分子的化合物。它们各自使用自己的独特“攻击武器”——“胞外酶”，专攻击自己的猎物，使之能转化为可溶于水的物质。比如，纤维分解菌，它能专门分泌一种纤维素酶，用它就可使纤维素“土崩瓦解”而溶于水，变为双糖或单糖。蛋白质分解菌则可将蛋白质分解为氨基酸。脂肪分解菌则可将脂肪分解为甘油和脂肪酸。
对于用纤维素作主要发酵原料的沼气发酵，纤维分解菌就是这个战役中的主力军，它们的战斗力强弱，直接关系着沼气产量的多少。
第二战役产酸，这是发酵的第二阶段。参加这一战役的包括细菌、真菌和原生动物，其“主力军”是产醋酸菌“兵团”，它们的任务就是使第一战役的“战俘”进一步转化为小分子化合物，同时还要产生二氧化碳和氢气。“生力军”是产氢细菌“兵团”，它们的任务就是使那些不能为产甲烷细菌所利用的中间产物进一步转化为乙酸、氢、二氧化碳等物质，以作为产甲烷菌用以生成甲烷的“军需品”，为产甲烷菌提供原料，准备下一阶段的最后战役。
第一战役和第二战役是连续进行的，也统称为“不产甲烷阶段”，实际上这是一个甲烷原料的加工阶段。
第三战役产甲烷，这是发酵的第三阶段。这一战役的“主力军”就是产甲烷菌“兵团”了。产甲烷菌是一类极其古老而又极其特殊的细菌，它们是沼气发酵过程中微生物食物链中最后一个战斗员，按它们的形态分为球菌、杆菌、八叠球菌和螺旋菌。它们分别把“不产甲烷阶段”的战利品——氢、二氧化碳、乙酸（醋酸）、甲酸盐、乙醇等，都统一生成甲烷和二氧化碳。它们的攻击目标——底物，虽不相同，但最终成果却都能改造成甲烷。
整个沼气发酵的“战争”就这样胜利结束了。在这里，立了最后奇功的是产甲烷菌。因此人们把它誉为“核心中的核心”。