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在沼氣發酵過程中，不產甲烷與產甲烷菌相互依賴，互為對方創造維護生命活動所需的物質基礎和適宜的環境條件；同時又相互制約，共同完成沼氣發酵過程。它們之間的相互關系主要表現在下列幾個方面：

1.不產甲烷菌為產甲烷菌提供營養。原料中的碳水化合物、蛋白質和脂肪等復雜有機物不能直接被產甲烷菌吸收利用，必須通過不產甲烷菌的水解作用，使其形成可溶性的簡單化合物，并進一步分解，形成產甲烷菌的發酵基質。

2.不產甲烷菌為產甲烷菌創造適宜的厭氧生態環境。在沼氣發酵啟動階段，由于原料和水的加入，在沼氣池中隨之進入了大量的空氣，這顯然是對產甲烷菌有害的，但是由于不產甲烷菌類群中的好氧和兼性厭氣氧微生物的活動，使發酵液的氧化還原電位（氧化還原電位愈低，厭氧條件逾好）不斷下降，逐步為產甲烷菌的生長和產甲烷菌創造厭氧生態環境。

3.不產甲烷菌為產甲烷菌清除有毒物質。在以工業廢水或棄物為發酵原料時，其中往往含有酚類、苯甲酸、氰化物、長鏈脂肪酸和重金屬等物質。這些物質對產甲烷菌是有毒害作用的。而不產甲烷菌中有許多菌能分解和利用上述物質，這樣就可以解除對產甲烷菌的毒害。

4.不產甲烷菌與產甲烷菌共同維持環境中適宜的酸堿度。在沼氣發酵初期，不產甲烷菌首先降解原料中的淀粉和糖類等，產生大量的有機酸。同時，產生的二氧化碳也部分溶于水，使發酵液的酸堿度（pH）下降。