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为了探明生物预处理对秸秆类木质纤维素含量高的原料厌氧发酵产气潜力的影响,本文以玉米秸秆为主要原料,以生物预处理为主要方法,分别采用沼液预处理,黄孢原毛平革菌和粗毛栓菌混合菌剂预处理,及沼液联合混合菌剂预处理的方式,探究其对木质纤维素含量和厌氧发酵沼气产量的影响,以提高产气量及甲烷含量,减少发酵时间为主要目标,旨在提高玉米秸秆的沼气化利用效率。通过实验得出以下结论:（1）利用响应面分析法优化沼液预处理玉米秸秆产沼气的工艺,结合实际的可操作性,确定玉米秸秆沼液预处理产沼气的最佳工艺条件为沼液用量19.08%TS,处理温度（30±1）℃,处理时间5 d。木质纤维素降解率11.95%,产气值可较未经预处理的对照组提高30.76%以上,甲烷含量峰值较未经预处理的对照组提高24.95%,T80（达到80%产气量的时间）缩短27.27%。（2）通过单因素优化复合菌剂菌种比例,发现添加菌种比例为粗毛栓菌:黄孢原毛平革菌=3:1的组产气值较其他组存在显著差异。通过响应面Box-Behnken设计,在该比例下的最佳预处理工艺为,菌液添加量为6%,预处理时间11 d,预处理温度28.5℃。木质纤维素降解率达到16.73%,较未经预处理的对照组增加产气量51.73%,甲烷含量峰值较未经预处理的对照组提高22.48%,T80缩短31.81%。（3）联合预处理中,采用3种不同的预处理方法,分别是:先使用沼液而后使用复合菌剂,先使用复合菌剂而后使用沼液,以及将复合菌剂加入到沼液中。经过比较发现,将复合菌剂按照体积比为6%的比例加入到沼液中木质纤维素降解率最高,达到15.38%,产气量可提高40.41%。甲烷含量峰值较未经预处理组可提高31.37%。在预处理6 d的条件下,T80减少9 d。（4）比较预处理过程中使用的沼液所含的菌群变化,发现该菌群中,古菌中严格厌氧的种属相对丰度明显下降,甲烷丝菌属（Methanothrix）相对丰度下降了30.51%。真菌相对丰度变化较明显,可降解木质纤维素的种属相对丰度明显增大,混合组中枝孢菌属（Cladosporium）相对丰度达21.35%,链格孢属（Alternaria）相对丰度达10.91%。细菌中针对蛋白类降解的种属相对丰度变化较大。综上所述,玉米秸秆经过沼液与复合菌剂联合预处理,木质纤维素可以进行有效的降解,同时可以提高产气量以及所产沼气中的甲烷含量。对于厌氧发酵过程中的延滞时间也有减少的作用。联合预处理组中将沼液与复合菌剂进行混合的组效果最好。在预处理过程中沼液中可降解木质纤维素的枝孢菌属（Cladosporium）、链格孢属（Alternaria）,以及可降解蛋白类的微生物丰度提高。