沼气微生物进行生命活动和产生沼气的营养物质。沼气发酵原料按其物理形态分为固态原料和液态原料两类；按共营养成分又有富氮原料和富碳原料之分；按其来源分为农村沼气发酵原料、城镇沼气发酵原料和水生植物三类。
富氮原料通常指富含氮元素的人、畜和家禽粪便，这类原料经过了人和动物肠胃系统的充分消化，一般颗粒细小，含有大量低分子化合物——人和动物未吸收消化的中间产物，含水量较高。因此，在进行沼气发酵时，它们不必进行预处理，就容易厌氧分解，产气很快，发酵期较短。
富碳原料通常指富含碳元素的秸秆和秕壳等农作物的残余物，这类原料富含纤维素、半纤维素、果胶以及难降解的木质素和植物蜡质。干物质含量比富氮的粪便原料高，且质地疏松，比重小，进沼气池后容易飘浮形成发酵死区——浮壳层，发酵前一般需经预处理。富碳原料厌氧分解比富氮原料慢，产气周期较长。
氮素是构成沼气微生物躯体细胞质的重要原料，碳素不仅构成微生物细胞质，而且提供生命活动的能量。发酵原料的碳氮比不同，其发酵产气情况差异也很大。从营养学和代谢作用角度看，沼气发酵细菌消耗碳的速度比消耗氮的速度要快25-30倍。因此，在其他条件都具备的情况下，碳氮比例配成25-30:1可以使沼气发酵在合适的速度下进行。如果比例失调，就会使产气和微生物的生命活动受到影响。因此，制取沼气不仅要有充足的原料（表1-3、1-4），还应注意各
10
种发酵原料碳氮比的合理搭配。农村常用沼气发酵原料的碳氮比、体积与重量换算关系列于表1-5和1-6，供使用中参与。
表1-3 沼气池容积与畜禽饲养量的关系
项 目 日排粪量 总固体 6米3沼气池 8米3沼气池 10米3沼气池 单 位 千克 % 头、只 头、只 头、只 成 猪 3.0 18.0 5 7 8 3
成 牛 15.0 17.0 1 2 3 成 羊 1.5 75 20 28 32 成 鸡 0.1 30.0 167 222 278 表1-4 生产1米沼气的原料用量
发酵原料 猪 粪 牛 粪 鸡 粪 人 粪 稻 草 麦 草 玉米秸 水葫芦 水花生 含量率 （%） 82 83 70 80 15 15 18 93 90 3（千克） 沼气生产转移生产1米沼气的原料用量率（米3/千克） 千重 鲜重 0.25 4.00 13.85 0.19 5.26 26.21 0.25 4.00 13.85 0.30 3.33 16.65 0.26 3.84 4.44 0.27 3.70 4.33 0.29 3.45 4.07 0.31 3.22 45.57 0.29 3.45 34.40
表1-5 农村常用沼气原料的碳氮比
原料名称 鲜牛粪 鲜马粪 鲜猪粪 鲜羊粪 鲜人粪 鸡 粪 干麦草 干稻草 玉米秆 树 叶 青 草 碳素占原料比例（%） 氮素占原料比例（%） 碳氮比例（C:N） 7.30 0.29 25:1 10.0 0.42 24:1 7.80 0.60 13:1 16.0 0.55 29:1 2.50 0.85 2.9:1 25.5 1.63 15.6:1 46.0 0.53 87:1 42.0 0.63 67:1 40.0 0.75 53:1 41.0 1.00 41:1 14.0 0.54 26:1
11
表1-6 原料体积与重量的换算
原料 鲜牛粪 鲜马粪 鲜猪粪 鲜禽粪 羊圈粪 旧沼渣 堆沤秸秆 混合干草 小麦秆 大麦秆 1米2原料的重量（吨） 0.70 0.40 0.51 0.30 0.67 1.00 0.35 0.055 0.038 0.048 1吨原料的体积（米3） 1.43 2.50 1.96 3.33 1.49 1.00 2.85 18.18 26.32 20.83 备注 新堆原料 二、质优量足的菌种
沼气发酵微生物是人工制取沼气的内因条件，一切外因条件都是通过这个基本的内因条件才能起作用。因此，沼气发酵的前提条件就是要接入含有大量这种微生物的接种物，或者说含量丰富的菌种。
沼气发酵微生物都是从自然界来的，而沼气发酵的核心微生物菌落是产甲烷菌群，一切具备厌氧条件和含有有机物的地方都可以找到它们的踪迹。它们的生存场所，或者说人们采集接种物的来源主要有如下几处：沼气池、湖泊、沼泽、池塘底部；阴沟污泥之中。积水粪坑之中；动物粪便及其肠道之中；屠宰场、酿造厂、豆制品厂、副食品加工厂等阴沟之中以及人工厌氧消化装臵之中。
给新建的沼气池加入丰富的沼气微生物群落，目的是为了很快地启动发酵，而后又使其在新的条件下繁殖增生，不断富集，以保证大量产气。农村沼气池一般加入接种物的量
12
为总投料量的10%-30%。在其他条件相同的情况下，加大接种量，产气快，气质好，启动不易出现偏差（表1-7）。
表1-7 接种量与产气量的关系
原料 人粪50克 人粪50克 人粪50克 接种量 10 20 50 沼气量（升） 甲烷含量（%） 产气量（升/克） 1.435 48.2 0.029 4.805 56.4 0.096 10.698 66.3 0.202 注：1、发酵温度为28℃，产气量为28天累计数。 2、接种物为沼渣，其产气量已扣除。 三、严格的厌氧环境
沼气微生物的核心菌群——产甲烷菌是一种厌氧性细菌，对氧特别敏感，它们在生长、发育、繁殖、代谢等生命活动中都不需要空气，空气中的氧气会使其生命活动受到抑制，甚至死亡。产甲烷菌只能在严格厌氧的环境中才能生长。所以，修建沼气池，要严格密闭，不漏水、不漏气，这不仅是收集沼气和贮存沼气发酵原料的需要，也是保证沼气微生物在厌氧的生态条件下生活得好，使沼气池能正常产气的需要。这就是为什么把漏水、漏气的沼气池称为“病态池”的道理。
四、适宜的发酵温度
温度是沼气发酵的重要外因条件，温度适宜则细菌繁殖旺盛，活力强，厌氧分解和生成甲烷的速度就快，产气就多（表1-8）。从这个意义上讲，温度是产气好坏的关键。
表1-8 沼气原料在不同温度下的产气率
13
发酵原料 猪粪+稻草 猪粪+稻草 猪粪+稻草 猪粪+稻草 猪粪+稻草 发酵温度（℃） 29-31 24-26 16-20 12-15 8以下 容积产气率[米3/（米3〃天）] 0.55 0.21 0.10 0.07 微量 研究发现，在10-60℃的范围内，沼气均能正常发酵产气。低于10℃或高于60℃都严重抑制微生物生存、繁殖，影响产气。在这一温度范围内，一般温度愈高，微生物活动愈旺盛，产气量愈高。微生物对温度变化十分敏感，温度突升或突降，都会影响微生物的生命活动，使产气状况恶化。
通常把不同的发酵温度区分为三个范围，即把46-60℃称为高温发酵，28-38℃称为中温发酵，10-26℃称为常温发酵。农村沼气池靠自然温度发酵，属于常温发酵。常温发酵虽然温度范围较广，但在10-26℃范围内，温度较高，产气较好。这就是为什么沼气池在夏季，特别是气温最高的7月产气量大，而在冬季最冷的1月产气很少，甚至不产气的原因，也是农村沼气池在管理上强制冬天必须采取越冬措施，以保证正常产气的原因。
五、适宜的酸碱度
沼气微生物的生长、繁殖，要求发酵原料的酸碱度保持中性，或者微偏碱性，过酸、过碱都会影响产气。测定表明，酸碱度在PH=6-8之间，均可产气，以HP=6.5-7.5产气量最高，PH低于6或高于9时均不产气。
农村户用沼气池发酵初期由于产酸菌的活动，池内产生
14