秸秆沼气技术不仅能够提供清洁能源，又可以充分利用农业废弃物，保护和改善生态环境。由于秸秆的木质纤维素含量高、结构复杂，同时表面还包裹一层蜡质层，导致秸秆生物自然降解极其缓慢，以秸秆为主要原料的沼气发酵仍存在许多技术难题。秸秆降解微生物研究对于深入理解秸秆厌氧消化本质、提高秸秆厌氧降解率及产气量具有重要意义。国外主要以青贮秸秆作为混合发酵原料，没有以干秸秆作为单一物料的沼气工程，相关微生物信息未见报道。　　 本研究为了掌握参与秸秆厌氧降解的优势微生物菌群，以自然界秸秆堆积土壤、水淹稻田、腐烂稻草等木质纤维素降解样品为接种物，以玉米秸秆为唯一碳源，进行了秸秆厌氧降解微生物的驯化培养，构建了8组复合菌系。结合复合菌系的产甲烷特性，有机酸、pH等理化指标及微生物群落结构研究，发现水解发酵性细菌是秸秆厌氧降解的优势菌群，并且微生物群落结构与发酵pH存在映衬关系:甲烷产量高的复合菌系，pH中性，微生物多样性较高;而甲烷产量低的复合菌系，pH偏酸性，微生物多样性较低，厚壁菌门（Firmicutes）和拟杆菌门（Bacteroidetes）微生物占绝对优势。为了进一步掌握实际秸秆沼气工程的微生物群落结构，以运行稳定的秸秆沼气工程沼液为研究对象进行了研究。沼液产甲烷活性实验表明，沼液对玉米秸秆具有较高的总固体(TS)去除率及甲烷产率，说明以玉米秸秆为原料进行沼气发酵具有很大的应用潜力。在秸秆降解过程中，除有机酸外，还检测到对甲酚、苯丙酸、苯酚等芳香族化合物，说明木质素可能参与了厌氧降解。克隆文库解析表明秸秆实际沼气工程的微生物多样性更高，群落结构更复杂，水解发酵性细菌占绝对优势。　　 在掌握秸秆厌氧降解优势功能菌群的基础上，为提高秸秆沼气发酵的甲烷产量，考察了添加各阶段（水解发酵、产氢产乙酸及产甲烷）功能菌群对秸秆甲烷产率的影响，发现添加共生菌群、氢营养型产甲烷菌及乙酸型产甲烷菌的强化效果最佳，甲烷产量提高30％左右，初步确立了秸秆沼气发酵生物强化的最佳接种量为10％。