利用农作物秸秆进行厌氧消化产沼气，是一条清洁高效的秸秆能源化利用途径。但是由于秸秆中纤维素类生物质自身结构复杂、难以降解，从而影响其利用效率。因此本研究从接种物和预处理出发，探索不同的接种物和预处理方式对反应器运行情况的影响，考察反应器的运行与微生物群落结构的关系，为优化厌氧消化工艺和提高纤维素类生物质的甲烷产率提供理论依据。　　本研究以小麦秸秆作为唯一底物，研究接种量、接种物类型以及秸秆的化学前处理对其批式厌氧消化甲烷产率的影响，并结合克隆文库、Miseq高通量测序和实时定量PCR分析厌氧反应器中的全细菌和全古菌的群落结构特征，研究微生物群落结构与反应器运行情况的关系。主要研究结果如下:　　1瘤胃胃液的接种量对厌氧消化的影响　　采用牛的瘤胃胃液作为接种物处理小麦秸秆时，发现接种量≥10％(v/v)时，反应器的运行效果较好，经过40天的厌氧消化甲烷产率较高(95.4～109.7 mLg VS-1)，而接种量低于10％时反应器发生酸化现象，甲烷产率较低。细菌测序结果表明，拟杆菌门（Bacteroidetes）和厚壁菌门（Firmicutes）是反应器和接种物中的优势菌门，但反应器和接种物内的细菌属的分布则差异较大:瘤胃球菌属（Ruminococcus）在接种物中含量丰富但在反应器中未检测到，梭菌属（Clostridium）在反应器中含量丰富但在胃液中未检测到。古菌群落结构显示，在运行较好的反应器中兼性乙酸营养型的甲烷八叠球菌（Methanosarcina）含量丰富，与接种物中的优势属为甲烷短杆菌属（Methanobrevibacter）和低产量反应器中的优势属为甲烷杆菌属（Methanobacterium）差异较大。　　2不同接种物对厌氧消化的影响　　本研究采用5种不同的接种物（湿地样品WL，富集的瘤胃微生物样品RM，富集的厌氧污泥样品MS，大型沼气池样品SS和AE）厌氧消化小麦秸秆。研究发现反应器的运行情况与接种物种的COD及反应器内的微生物群落结构有关。接种物SS所接种的反应器累积甲烷产量最高，为334.5±10.3 mL g VS-1。接种物SS的COD含量较高，其所接种的反应器启动时间短，同时反应器中具有促进纤维素降解和同型产乙酸作用的密螺旋体属（Treponema）是优势细菌群体，　　乙酸营养型的甲烷鬃毛菌属（Methanosaeta）是优势古菌，从而促进其甲烷的有效生成。接种物AE用于麦秸厌氧发酵时甲烷产量低于SS，接种物AE的COD含量低于SS，且其所接种的反应器中乙酸营养型的产甲烷菌（Methanosarcina和Methanosaeta）相对丰度低于SS，可能是导致其启动时间长及甲烷产量低于SS的主要原因。接种物MS所接种的反应器与AE所接种的反应器厌氧消化的启动时间相同，但最终甲烷产量低于AE，通过对微生物群落研究发现密螺旋体属（Treponema）和乙酸营养型的产甲烷菌的相对丰度低于AE可能是最终甲烷产量偏低的主要原因。接种物WL和RM中乙酸营养型的产甲烷菌低于其他反应器可能是导致其累计甲烷产量低于其他反应器的主要原因。　　3秸秆的化学预处理对厌氧消化的影响　　本研究采用5种不同的试剂(2％的HCl、2％的H2SO4、6％的NaOH、8％的Ca(OH)2和H2O）预处理小麦秸秆。结果表明，采用NaOH、Ca(OH)2和H2O预处理的小麦秸秆甲烷产量高于其他反应器，分别为233.3、216.3和229.3 mL gVS-1。反应器R(NaOH)、R(Ca(OH)2)和R(H2O)中细菌的群落结构呈现动态的连续变化，前期可能由于可利用的纤维素含量高于酸处理，反应器内可进行脂肪酸和多糖的降解的Pseudomonas和Bacteroides含量丰富，随着脂肪酸和多糖的消耗，厌氧消化的后期，降解纤维素及其他功能的微生物逐渐增多，而在R(HCl)和R(H2SO4)中，由于可利用纤维素低于前者，运行的前期，主要用于纤维素降解的Clostridium和“Lachnospiraceae_unclassified”含量丰富，随着纤维素得到一定程度的降解，在厌氧消化的后期用于产酸的微生物相对含量有增加的趋势。古菌群落的组成表明，乙酸营养型的产甲烷菌在甲烷生成阶段含量较高，采用H2SO4预处理秸秆后可能抑制了反应器内产甲烷的进行。结合预处理的经济适用性研究表明，NaOH和Ca(OH)2预处理小麦秸秆，成本低且运行稳定、产气量高，因此更可行。