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为揭示有机组分之间的交互作用，本研究以富含脂肪、碳水化合物、蛋白质成分的模式底物为基础，在35℃恒温条件下，首先探明组分单一发酵特性及混合发酵的相互作用关系，然后采用常规生产废弃物原料(作物秸秆、畜禽粪便、果蔬废弃物、餐厨废弃物等)混合发酵以验证有机组分交互作用的存在；继而研究有机组分与C/N之间的交互作用，缩小原料配比；最后采用最优C/N进行原料混合发酵试验，揭示耦合作用对发酵过程的影响。研究得到以下主要结论：
(1)模式底物在不同发酵条件下产气效果存在显著差异。
碳水化合物单一发酵时，累积产气量随其含量增加而降低，在10%含量时最高，为6609mL；蛋白质单一发酵时，累积产气量随其含量增加呈现出先增后减的趋势，在30%含量时最高，为7146mL；脂肪单一发酵时，累积产气随其含量增加而增加，在50%含量时最高，为12322mL。混合发酵中，各混合组中耦合作用最显著、发酵表现最佳的比例分别为15%碳水化合物∶45%脂肪、30%蛋白质∶30%碳水化合物、20%脂肪∶40%蛋白质，其Mmax依次为607.79±5.68、441.96±4.98、585.53±9.85mLCH4gVS-1。
(2)不同生产原料发酵体系下，不同组分之间的耦合作用存在差异。
富碳原料混合发酵体系中，碳水化合物对体系产气的贡献发生了变化，组分耦合作用调控着氨氮(AN)、挥发性脂肪酸(VFA)等过程参数的表现。其体系中的碳水化合物含量与发酵末期化学需氧量(COD)呈现出显著的负相关性，体系中的蛋白质含量则与末期pH呈显著正相关。富氮原料混合发酵体系中，耦合作用有助于调节体系为偏碱性环境，对于蛋白质的水解以及微生物产甲烷效率有促进作用。70%CM混合组普遍拥有较高的AN含量，其Mmax均显著大于30%CM混合组。富脂原料混合发酵体系中，耦合效应可以降低抑制作用。高含量餐厨废弃物(70%)与牛粪(30%)混合发酵有最高气化率，为69.22±7.02%。
(3)约束C/N条件下，不同混合体系中C/N与不同组分之间的耦合作用能够有效降低脂肪抑制作用，增加甲烷产量。有机组分与C/N之间的耦合效应显著影响发酵表现，通过影响动力学参数、过程参数以及微生物群落结构等，提升产气发酵效率。单位甲烷产量最高为595mLCH4gVS-1，其C/N=25，脂肪∶碳水化合物∶蛋白质=63.25∶22.62∶14.13。耦合效应能够显著降低脂肪抑制，当脂肪浓度超过60%的抑制浓度时，仍有良好发酵表现。Firmicutes和Bacteroidetes是水解过程中两个重要的细菌门类，其相对丰度水平与碳水化合物浓度呈正相关，与脂类和蛋白质含量呈负相关。Methanosarcina和Methanosaeta均对AN、
VFA等抑制剂敏感，但过程参数因子与Methanosarcina丰度呈正相关，与Methanosaeta丰度呈负相关。
(4)不同原料在相同C/N条件下混合发酵，发酵效果差异显著。
相同C/N条件下，不同原料混合发酵，其体系中有机组分含量差异显著，发酵效果差异显著。70%餐厨∶2.26%秸秆∶27.74%鸡粪混合组的单位甲烷产量最高，为495.16±79.29mLCH4gVS-1；70%餐厨∶3.26%牛粪∶26.74%鸡粪混合组的Mmax最大，为485.63±2.85mLCH4gVS-1。当不同混合组中，有机组分占比相近时，其发酵表现存在显著差异。气化率最高为72.83±11.66%(70%餐厨∶2.26%秸秆∶27.74%鸡粪)，最低为35.29±1.92%(70%餐厨∶2.83%秸秆∶27.17%鸡粪)，其体系中的有机组分含量相近，脂肪∶蛋白质∶碳水化合物分别为41.75%∶18.28%∶39.97%、41.63%∶18.15%∶40.22%。交互作用不仅存在于有机组分之间，也存在于原料之间；其交互作用同样对发酵效果有显著影响。
(1)模式底物在不同发酵条件下产气效果存在显著差异。
碳水化合物单一发酵时，累积产气量随其含量增加而降低，在10%含量时最高，为6609mL；蛋白质单一发酵时，累积产气量随其含量增加呈现出先增后减的趋势，在30%含量时最高，为7146mL；脂肪单一发酵时，累积产气随其含量增加而增加，在50%含量时最高，为12322mL。混合发酵中，各混合组中耦合作用最显著、发酵表现最佳的比例分别为15%碳水化合物∶45%脂肪、30%蛋白质∶30%碳水化合物、20%脂肪∶40%蛋白质，其Mmax依次为607.79±5.68、441.96±4.98、585.53±9.85mLCH4gVS-1。
(2)不同生产原料发酵体系下，不同组分之间的耦合作用存在差异。
富碳原料混合发酵体系中，碳水化合物对体系产气的贡献发生了变化，组分耦合作用调控着氨氮(AN)、挥发性脂肪酸(VFA)等过程参数的表现。其体系中的碳水化合物含量与发酵末期化学需氧量(COD)呈现出显著的负相关性，体系中的蛋白质含量则与末期pH呈显著正相关。富氮原料混合发酵体系中，耦合作用有助于调节体系为偏碱性环境，对于蛋白质的水解以及微生物产甲烷效率有促进作用。70%CM混合组普遍拥有较高的AN含量，其Mmax均显著大于30%CM混合组。富脂原料混合发酵体系中，耦合效应可以降低抑制作用。高含量餐厨废弃物(70%)与牛粪(30%)混合发酵有最高气化率，为69.22±7.02%。
(3)约束C/N条件下，不同混合体系中C/N与不同组分之间的耦合作用能够有效降低脂肪抑制作用，增加甲烷产量。有机组分与C/N之间的耦合效应显著影响发酵表现，通过影响动力学参数、过程参数以及微生物群落结构等，提升产气发酵效率。单位甲烷产量最高为595mLCH4gVS-1，其C/N=25，脂肪∶碳水化合物∶蛋白质=63.25∶22.62∶14.13。耦合效应能够显著降低脂肪抑制，当脂肪浓度超过60%的抑制浓度时，仍有良好发酵表现。Firmicutes和Bacteroidetes是水解过程中两个重要的细菌门类，其相对丰度水平与碳水化合物浓度呈正相关，与脂类和蛋白质含量呈负相关。Methanosarcina和Methanosaeta均对AN、
VFA等抑制剂敏感，但过程参数因子与Methanosarcina丰度呈正相关，与Methanosaeta丰度呈负相关。
(4)不同原料在相同C/N条件下混合发酵，发酵效果差异显著。
相同C/N条件下，不同原料混合发酵，其体系中有机组分含量差异显著，发酵效果差异显著。70%餐厨∶2.26%秸秆∶27.74%鸡粪混合组的单位甲烷产量最高，为495.16±79.29mLCH4gVS-1；70%餐厨∶3.26%牛粪∶26.74%鸡粪混合组的Mmax最大，为485.63±2.85mLCH4gVS-1。当不同混合组中，有机组分占比相近时，其发酵表现存在显著差异。气化率最高为72.83±11.66%(70%餐厨∶2.26%秸秆∶27.74%鸡粪)，最低为35.29±1.92%(70%餐厨∶2.83%秸秆∶27.17%鸡粪)，其体系中的有机组分含量相近，脂肪∶蛋白质∶碳水化合物分别为41.75%∶18.28%∶39.97%、41.63%∶18.15%∶40.22%。交互作用不仅存在于有机组分之间，也存在于原料之间；其交互作用同样对发酵效果有显著影响。