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中国是世界上秸秆资源最丰富的国家之一。利用农作物秸秆进行厌氧发酵产沼气，是一条清洁高效的秸秆能源化利用途径，但在秸秆沼气发酵过程中存在着产气不稳定等问题。因此，明确沼气发酵中的微生物群落，可为摸清以农作物秸秆为原料的厌氧沼气发酵规律，优化厌氧发酵工艺，保证厌氧反应器稳定运行及提高沼气产气率提供理论依据。本文采用现代分子生物学分析方法，通过基于PCR的T-RFLP和克隆文库构建相结合的研究方法，对秸秆沼气工程中细菌、甲烷古菌与厌氧纤维素降解菌的群落结构进行分析，结果表明：(1)供试秸秆沼气发酵体系中细菌种类十分丰富，主要属于七大类群，分别为Firmicutes（厚壁菌门）、Bacteroidetes（拟杆菌门）、Proteobacteria（变形菌门）、Chloroflexi（绿弯菌门）、Tenericutes（无壁菌门）、Actinobacteria（放线菌）和Synergistetes。其中以变形菌门、厚壁菌门和拟杆菌门为主，三者分别占库容40.48%、30.1%与21.45%。其中的的优势细菌共有5种，经与Genebank中数据比较，分别类似于Thermopolyspora flexuosa、Clostridium jejuense、Solirubrobactersoli、Pseudomonas pseudoalcaligenes和Clostridium innocuum；(2)供试秸秆沼气发酵体系中古菌主要属于Euryarchaeota（广古菌门），包括七个属，分别为Methanobacterium（甲烷杆菌属）、Methanosphaerula（甲烷微菌属）、Methanocorpusculum（甲烷粒菌属）、Methanosarcina（甲烷八叠球菌属）、Methanosaeta（甲烷鬃毛菌属）、Methanolinea（甲烷绳菌属）、Methanospirillum（甲烷螺菌）。以秸秆为主要原料的厌氧发酵过程中，甲烷鬃菌属为优势微生物，相对丰度为69.2%-71.9%，而在秸秆与畜禽粪便混合发酵过程中，甲烷八叠球菌为优势微生物，相对丰度为73.1%。(3)供试秸秆沼气发酵体系中厌氧纤维素降解菌主要属于Firmicutes（厚壁菌门），包括Clostridium（梭菌属）、Bacillus（芽孢杆菌属）、Ruminococcus（瘤胃球菌属）、Paenibacillus（类芽孢杆菌属）四个属。其中主要的优势种群为Clostridium cellulovorans、Bacillus licheniformis和Clostridium stercorarium，体系中三者的相对丰度分别为14.41%-70.06%、10.88%-14.23%和10.11%-19.87%。