菌種選擇
概述
在無氧條件下，厭氣性細菌和某些真菌分解轉變丙酮酸產生有機酸、醇、酮、甲烷及CO2和H2。一般稱為發酵(Fermentation)。微生物種類不同，發酵產物各異，主要的發酵類型有下列幾種。
丁酸發酵
丁酸類細菌的作用。它們發酵糖產生丁酸和其它產物。其過程是葡萄糖經EMP途徑先形成丙酮酸，然後形成乙醯乙酸，再受氫還原為丁酸。乙醯乙酸和丁酸還可轉變為丙酮、丁醇、乙酸及乙醛等。發酵產物種類隨培養條件而異。丁酸具臭酸味，若有此氣味，說明有丁酸發酵進行。植物殘體厭氣漚制中，多有丁酸發酵產生。
丁酸類細菌是梭狀芽孢桿菌，細胞較大，芽孢位於偏端處，細胞內常含澱粉顆粒，嚴格厭氣性，中溫菌，能水解澱粉，有的還有固氮功能。主要菌種有丁酸梭菌(Clostbutyricum)、巴氏芽孢梭菌(Clost.pasteurianum)、丁醇梭菌(Clost.butylicum)和丙酮丁醇梭菌(Clost.acetobutylicum)等(圖10-5)。它們分布很廣，土壤里，特別是水田土壤里尤多。
酒精發酵
即糖經EMP途徑先產生丙酮酸，再脫羧受氫形成乙醇。典型的乙醇發酵是在酵母菌的作用下進行的。酵母菌屬真菌，細胞橢園形或檸檬形，比細菌大，多芽殖，需有機養料，中溫性，是兼性厭氣菌。在好氣條件下行有氧呼吸，進行繁殖；在厭氣條件下發酵糖產生乙醇。生產上套用它發麵、制曲、釀酒和飼料發酵。
一般土壤里酵母菌很少，即使有也是野生的，酒精發酵能力不高。因之，植物殘體在土壤里腐解，很少有純酒精發酵作用；所形成的乙醇是其他種類微生物發酵糖的副產物。在含糖量高的漿果上棲息的酵母菌較多，於貯藏中，它發酵糖產生酒味。
乳酸發酵
乳酸細菌發酵糖產生乳酸和其它產物。其過程是經EMP途徑，葡萄糖分解先產生2分子丙酮酸，受氫後還原為乳酸。乳酸發酵有同型和異型兩類。主產物以乳酸的稱為同型乳酸發酵。同型乳酸發酵的細菌多是厭氣性無芽孢桿菌，如保加利亞乳酸桿菌(Lactobacillusbulgaricus)?，嗜酸乳酸桿菌?(L.acidophilus)，也有為球狀的，如乳酸鏈球菌(Streptococcuslactis)?見圖5-4。它們是中溫性菌，耐酸，不生鞭毛，嚴格厭氣性。廣泛分布於土壤里、植物體上及空氣中。發酵糖形成乳酸後，環境變酸，能抑制腐敗細菌繁殖，使植物殘體得以完好保存。所以，含糖量高的幼嫩青草和新鮮秸稈，在厭氣條件下腐解時，因有乳酸形成，常經久不爛。基於同樣道理，還可利用這種發酵方式製備青貯飼料或製作泡製酸菜。
異型乳酸發酵除產生酸外，尚有乙醇、甘油、乙酸、琥珀酸和CO2與H2等，參與的細菌有大腸桿菌等。
甲烷發酵
除上述各發酵作用的產物外，還有甲酸、乙酸、丙酸、丁醇、丙酮等。所有這些產物以及從脂肪、蛋白質等分解得到的有機酸、醇等，遇到有氧條件，被好氣性微生物分解礦化；在無氧條件下，則被產甲烷細菌分解產生甲烷氣體。
產生甲烷細菌有奧曼良斯基產甲烷桿菌(Methanobacteriumomelianskii)、甲酸甲烷桿菌(M.formicicum)、索氏甲烷桿菌(M.soehngenii)、巴氏產甲烷八疊球菌(Methanosarcinabarkeni)、產甲烷球菌(Methanococcussp)及產甲烷螺菌(Methanospirillum)等，它們都是嚴格厭氣菌，適宜在中溫和中性環境裡生活；pH降低，活性受抑，甲烷氣產量減少；當pH=5時，則不產甲烷。
一克分子葡萄糖含能量673大卡。從理論上講，在有氧條件下，徹底分解礦化，放出全部能量，是為生物熱，提高苗床、土壤及堆廄肥溫度。而在無氧條件下，1克分子葡萄糖發酵產生3個克分子甲烷，含能量約600大卡，其餘為細菌利用。甲烷氣產量高，占沼氣發酵產氣量的70%，易收集，好燃燒，是一種好燃料。套用秸稈、廄肥、糞尿及雜草等進行沼氣發酵，能量比直接燃燒利用更充分，同時還保存了養分，較堆肥約節省有機物質1/3～1/2，是經濟利用有機物質的好方式，是解決我國目前農村三料(燃料、飼料、肥料)矛盾的好途徑。有機廢物經沼氣發酵還可提高肥效，消除病菌及害蟲等。
