摘 要：随着科学技术的迅速发展，我国农业也进入了迅速发展时期，综合实力不断加强，但是由于化肥、农药的过量投入和农业自然资源的不合理使用，导致农业生态环境被严重破坏。生态农业就在此大背景下应运而生。本文结合生态农业的大背景，从沼气发酵的微生物原理、沼气发酵的阶段、原料、条件等对沼气发酵的发展前景进行了分析。
关键词：生态农业；沼气发酵；微生物
中图分类号：S216.4 文献标识码：A
生态农业是按照生态学原理和经济学原理，运用现代科学技术成果和现代管理手段，以及传统农业的有效经验建立起来的，能获得较高的经济效益、生态效益和社会效益的现代化农业。它是利用传统农业精华和现代科技成果，通过人工设计生态工程、协调发展与环境之间、资源利用与保护之间的矛盾，形成生态上与经济上良性循环，经济、生态、社会效益的统一。推广沼气发酵技术是发展生态农业的新举措。这一新举措不仅能起到保护生态有效利用能源的作用并且有利于增肥土地，使农业得到可持续发展。目前我国生态农业有非常好的发展前景。
1 沼气发酵的微生物原理
沼气发酵又叫厌氧消化，是指各种有机物在一定的水分、温度、厌氧条件下，被各类沼气发酵微生物分解转化，最终生成沼气的过程。
微生物是沼气发酵过程中最活跃的因素，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，最终生成沼气。它的主要成分及构成比例为甲烷占55%～70%左右，二氧化碳占25%～40%左右，此外还有少量氢气、硫化氢、一氧化碳、氮和氨等。
2 沼气发酵的3个阶段
沼气发酵微生物在沼气发酵过程中，有发酵性细菌，产氢产乙酸菌，耗氧产乙酸菌、食氢产甲烷菌、食乙酸产甲烷菌等5大类微生物参加沼气发酵，它们在发酵过程中的作用及对生存条件的要求，有以下3个阶段。
2.1 液化阶段
所谓液化阶段就是禽畜粪便、作物秸秆、豆制品加工后的废水等大分子有机物分解成能溶于水的单糖、氨基酸、甘油和脂肪酸等小分子化合物。这个过程也就是发酵性细菌群利用它所分泌的胞外酶，如纤维酶、淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶等，对有机物进行体外酶解。
2.2 产酸阶段
这个阶段就是小分子化合物被发酵性细菌吸收进细胞，被分解为乙酸、丙酸、丁酸、氢和二氧化碳等，再由产乙酸菌把发酵性细菌产生的内酸、丁酸转化为产甲烷菌可利用的乙酸、氢和二氧化碳。同时，耗氢产乙酸菌群体利用氢和二氧化碳生成乙酸，以及代谢糖类生产乙酸。液化阶段和产酸阶段是一个连续过程，统称不产甲烷阶段。在这个过程中，不产甲烷的细菌为产甲烷菌提供营养和为产甲烷菌创造适宜的厌氧条件，从而消除部分毒物。
2.3 产甲烷阶段
甲烷是利用以上不产甲烷的3种菌群所分解转化的甲酸、乙酸、氢和二氧化碳小分子化合物等生成的。
3 沼气发酵的原料
3.1 富氮原料
人粪尿、猪粪、鸡粪、牛粪、马粪、羊粪、糖糟、酒精等原料营养丰富或比较丰富，分解速度快，易消化，但含碳少。
3.2 富碳原料
稻草、麦草、玉米秸、高粱秸、干红薯腾等这些原料分解速度慢，在自然温度下，利用率低。
3.3 易分解的原料
水葫芦、水花生、水浮莲、红萍、绿肥、青杂草等鲜料，只要切碎加点化肥、石灰等稍加堆沤，分解速度快，产气快。
3.4 下脚料
酒厂、屠宰场、豆腐坊等工厂排放的有机废物、污水等。
4 沼气发酵的条件
4.1 接种物
接种物是指含有丰富沼气微生物的污泥，一般在池内加入占发酵物10%～30%的接种物才能加速发酵。
4.2 酸碱度
研究表明沼气池里发酵的pH值最好在6.5～7.5。
4.3 沼气池的密闭状况
人工自制的沼气池要求一定要密闭，不漏水、不漏气。
4.4 发酵温度
虽然沼气发酵温度范围比较广泛，但是温度变化超过5℃，沼气产量会大减。
5 沼气发酵在生态农业中的作用
沼气发酵的作用主要分为2个。一个是保护生态有效利用能源。在农村秸秆资源特别丰富，以前人们对于秸秆的利用特别初级，就是将其当作生活燃料。当生活水平日益提高后，农民们直接就采取了直接焚烧的方式处理秸秆，这不仅会造成能源的损失同是还会严重污染大气并且带来火灾隐患。但是当这些秸秆、废物等用于沼气发酵就能充分利用热能，并且减少环境污染。沼气发酵的另一个作用是有利于增肥土地，使农业得到可持续发展。一个体积为6～10m3的沼池就可以产出16～20m3的肥料。
6 我国沼气农业的发展趋势
在20世纪末，各地的农业技术工作者和农民通过反复的实践，依照地域资源条件使沼气生态模式都逐步形成，北方主要是4位一体模式，南方主要是桑基鱼塘及猪—沼—果等模式。这些成功的生态农业模式，不仅给国内其他地区的农业起到了示范作用，更是享誉国外。联合国环境规划署还先后授予了北京市留民营存、浙江省萧山市山一村、辽宁省大洼县、西安生态养殖场等单位环境保护全球“500佳”称号，这些种种都说明生态农业在我国有很好的发展前景。
7 结束语
我国不断普及沼气发展技术、发展生态农业，通过对农业资源的循环开发再利用推进了农业稳定持续的发展，真正实现了生态农业，为农村经济的新发展翻开了新的一页。
参考文献
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