Question

沼气池中有产甲烷菌和不产甲烷菌等微生物,其生态学作用主要是

Answer 1

生态学作用主要是相互依赖又相互制约，构成一条食物链。表现如下：
1、不产甲烷菌（产酸菌）为产甲烷菌提供食物。
2、不产甲烷菌（产酸菌）为产甲烷菌创造适宜的厌氧环境。
3、不产甲烷菌（产酸菌）为产甲烷菌清除毒素。
4、产甲烷菌为不产甲烷菌（产酸菌）清除代谢废物解除反馈抑制。
5、不产甲烷菌（产酸菌）为产甲烷菌共同维持发酵环境PH值。

Answer 2

分解有机物，产生沼气

Answer 3

在沼气发酵过程中，所有微生物的关系既相互协同又相互制约，共同维持着发酵过程的平衡。不产甲烷细菌与产甲烷菌间的关系体现在如下几个方面：
1、不产甲烷细菌为产甲烷菌提供生长基质和产甲烷所需的底物
不产甲烷菌把各种复杂的有机物如碳水化合物、蛋白质、脂类等进行厌氧降解，生成氢、二氧化碳、氨、乙酸、甲酸、丙酸、丁酸、乙醇等产物，其中，丙酸、丁酸、乙醇等又被一类产氢产乙酸菌分解转化为氢、二氧化碳、乙酸等。这样，不产甲烷菌通过其生命活动为产甲烷菌提供了合成细胞物质和产甲烷菌所需的碳源、电子供体、氢供体和氮源。产甲烷菌由利用这些物质进行生命活动和产生甲烷。
2、不产甲烷细菌为产甲烷菌创造适宜的氧化还原条件──厌氧环境
在沼气发酵初期，由于加料使空气进入沼气发酵池，原料、水本身也携带有空气，这显然对产甲烷菌是有害的。它的去除，就必需依赖于不产甲烷菌类群中那些需氧或兼性厌氧微生物的代谢活动。各种厌氧微生物对氧化还原电位的适应性也不相同，通过它们有顺序性的交替生长和代谢活动，使发酵料液氧化还原电位不断下降，逐步为产甲烷菌创造了适宜的氧化还原电位条件。
3、不产甲烷细菌为产甲烷菌清除有毒物质
在以工业废水或废弃物为发酵原料时，其中可能含有酚类、苯甲酸、氰化物、长链脂肪酸、重金属等对产甲烷菌有毒害作用的物质。不产甲烷菌中有许多种类能够降解苯环从中获得能量和碳源，有些则能以氰化物作为碳源，有较多的微生物能降解长链脂肪酸生成乙酸和较短脂肪酸。这些作用，不仅消除了对产甲烷菌的毒害，而且提供了产甲烷菌的基质。此外，不产甲烷菌的产物硫化氢，可以与重金属离子作用，生成不溶性的金属硫化物沉淀，从而解除了一些重金属离子的毒害作用。如：
H2S＋Cu2+CuS＋2H+
H2S＋Pb2+PbS＋2H+
4、产甲烷菌为不产甲烷细菌生化反应解除反馈抑制
不产甲烷菌的发酵产物可以抑制其本身的不断形成。如氢的积累可以抑制产氢产酸菌的继续产氢，酸的积累可以抑制产氢产酸菌的继续产酸。再如，将丙酸加入到丙酸杆菌(Propionilacterium shermanil)的连续培养中，会降低丙酸的产生和丙酸杆菌的生长速度。虽然乙酸的产量对发酵影响不大，但加入高浓度的乙酸，则会使乙酸产生菌受到抑制。人们研究发现，在厌氧消化系统中，乙酸的浓度最大限制值为3000mg/L，一但超过这个值，就会使沼气发酵池酸化，厌氧消化就不能很好地进行下去。在正常的沼气发酵中，产甲烷菌连续不断地利用由不产甲烷菌代谢产生的氢、乙酸和二氧化碳等基质，使得沼气发酵过程不致于有过多的氢和酸积累，从而也就不会由于氢和酸的积累而产生反馈抑制。
5、不产甲烷细菌与产甲烷菌共同维持沼气发酵环境中的适宜pH值
在沼气发酵的初期，不产甲烷菌首先降解原料的碳水化合物、脂肪和蛋白质等，产生大量的有机酸，产生的二氧化碳也部分溶于水，使发酵料液的pH值明显下降。而此时，一方面不产甲烷菌类群中的氨化细菌迅速进行氨化，产生NH3中和部分酸，另一方面，产甲烷菌利用乙酸、氢和二氧化碳形成甲烷，消耗了酸和二氧化碳，从而维持沼气发酵适合的pH值范围。
6、不产甲烷细菌构建了产甲烷菌的“古环境”，这或许正是产甲烷菌进化滞缓的缘由。
产甲烷菌具有简单性和古老性(参见表2-20)，而其细胞的胞壁、脂质和基因等，均表现出不完整性和原始性。产甲烷菌能生存繁殖，必定会有其特定的类似于原始“古环境”的环境。在厌氧消化系统中，一方面，不产甲烷菌在代谢过程中对气体物质作用，建造了“类古气体环境”；另一方面，这些不产甲烷菌又提供了产甲烷菌正常代谢的物质基础。这或许正是几十亿年来产甲烷菌能保持古菌特征的基础。