我國年產農作物秸稈達5億噸之多，用秸稈製作肥料，不僅可減少污染，還可變廢為寶。加之秸稈類的來源廣泛，可以是玉米稈、稻草、麥秸、豆秸、穀草、高粱秸以及各種藤蔓等，可因地制宜，就地取材。而常用的物理機械法和化學鹼處理法，但都存在諸多缺點，秸稈的營養價值和利用價值都不高。所以，利用微生物的廣泛適應性和多功能性來轉化秸稈已日益受到國內外科學研究者重視，因為微生物在秸稈轉化中有用途多、營養價值高、周期短、可再生等優點。用微生物學方法處理秸稈具有其它物化方法不可替代的優點，作為利用秸稈資源的新途徑，有著廣闊的應有前景，將在農業生產中發揮越來越重要的作用。目前，研製開發理想的作物秸稈快速腐熟劑已成為微生物製劑的一個熱點。此類產品在我國農業上的套用處於起步階段，雖然有些品種已套用了好幾年，也有效果好的產品，但多數產品仍存在許多要改進的地方，套用效果也還需要多點試驗的驗證，特別是在產品質量的技術指標、菌種組合和提高農產品質量方面。相信通過研究者的共同努力，將會很快開發出效果穩定、使用方便的分解秸稈微生物製劑，為我國農業生產服務。
(一)分解秸稈的微生物種類
作物的秸稈的主要成份是纖維素、半纖維素和木質素。可以分解利用秸稈的微生物種類很多，在自然界中廣泛分布和存在。主要種類如下。①能分解纖維素的細菌芽胞桿菌屬(Bacillus)、類芽胞桿菌(Paenibacillus)、假單胞菌屬(Pseudomones)、弧菌屬(Vibrio)，微球菌屬(Micrococcus)、鏈球菌屬(Streptococcus)、梭菌屬(Clostridium)、原粘桿菌屬(Promyxobecterium)、纖維粘菌屬(Cytophaga)，生胞噬纖維菌屬(Sporocytophage)、堆囊菌屬(Sorangium)、螺旋體屬(Spirochaeta)等等。最值得注意的是這些種類中的嗜熱和耐熱的種群。
②能分纖維素和半纖維素的真菌木霉屬(Trichoderma)、麯霉屬(Aspergillus)、青黴(Penicillium)、分枝孢屬(Sporotrichum)、輪枝孢霉(Verticillium)、鐮刀菌屬(Fusarium)、根霉(Rhizopus)等。
③能分解纖維素的放線菌分枝桿菌(Mycobacterium)、諾卡氏菌(Nocardia)、小單孢菌(Micromonospora)、鏈黴菌屬(Strepto-myces)等等。
④氧化木質素的微生物有洋蘑菇(Psalliota)、鬼傘菌(Coprinus)、茯苓(Poria)、多孔菌屬(Polyporus)、傘菌屬(Agaricus)、糙皮側耳(Pleurotus ostrcatus)、韌皮菌屬(Sthreum)等等。
(二)秸稈腐熟的機理
在適宜的營養(特別是氮素)、溫度、濕度、通氣量和pH值條件下，通過微生物的繁衍，使秸稈分解，把碳、氮、磷、鉀和硫等分解礦化或形成為簡單的有機物和腐殖質的過程。秸稈中纖維素、半纖維素占極大的比例，纖維素是葡萄糖的聚合物，由於結構特殊，因此有抵抗各種氧化劑的能力，只能被濃酸水解。微生物和對纖維素的作用，完全取決於微生物的功能和分解條件。纖維素的分解分兩個階段。第一階段是在微生物分泌的纖維素酶的作用下水解，生成纖維糊精、纖維二糖，在纖維二糖酶的作用下生成葡萄糖。第二階段是水解產物的發酵過程。第二階段好氣微生物和厭氣微生物的發酵產物有所不同。好氣纖維分解菌能將纖維素完全分解，只產生CO2、一些粘液物質、色素和大量微生物細胞物質，30％～40％分解的纖維素可以轉變成纖維素分解菌的細胞物質；嫌氣性纖維分解菌則發酵成各種有機酸(醋酸、丙酸、丁酸、蟻酸、乳酸和琥珀酸等)、醇類、二氧化碳和氫氣。木質素是複雜的植物物質，是具有某些側鏈的苯環結構，很難分解。一些細菌和高等真菌能把木質素的側鏈及芳香環氧化，進而裂解木質素。在堆肥中有相當數量的木質素形成腐殖質，它是植物營養的儲存庫，也是土壤肥力的基礎。
半纖維素包括多種化合物，有多縮醣醛和多縮糖醛酸。在微生物的作用下，多糖水解成簡單的單糖類(C6H12O6、C5H10O5)，多縮糖醛酸水解成糖醛酸或醣醛酸糖酸和糖的混合物。主要被真菌和細菌所分解。半纖維素也是微生物細胞物質(莢膜)的重要組成部分。
(三)秸稈腐熟劑的研製開發
微生物秸稈生物學轉化的關鍵有三：微生物降解木質素和纖維素；生產微生物單細胞蛋白，提高秸稈的營養價值；最佳化生產工藝。①快速分解秸稈微生物的篩選根據掌握的資料，針對性地採集樣品，用恰當的培養基和適宜的培養條件分離篩選秸稈分解菌，尤其是降解木質素和纖維素的微生物。秸稈分解菌包括真菌、細菌和放線菌等微生物。就以細菌為例，分解秸稈的細菌在形態學上是極其不同的，如果研究者停留在某一種分離細菌的方法上，當然只能分離出某一類的細菌。細菌有好氧嫌氧之分，一般嫌氣細菌溫度要求比較高，可根據預期目標採集樣品(如污泥、廄肥或反芻動物的第一胃裡以及可利用纖維素的軟體動物等)，分離篩選定向細菌。可用分解纖維素的培養基配方或者是秸稈粉配方分離、篩選秸稈分解菌。真菌、細菌、放線菌都參與秸稈的分解過程，在整個分解過程中，就目前的資料分析，真菌的作用應排在首位，其次是細菌和放線菌。分解秸稈的真菌中也有好氧和厭氧，中溫和高溫之分，根據選定的目標，選擇恰當的培養基配方和樣品的來源以及培養條件等，以期得到預期的菌株。
②菌株的發酵培養首先篩選菌株的培養基成份、培養條件，然後接種培養，反覆篩選，找出分解能力強生長速度快的高效菌株。
③根據分離到的菌株特性，單獨或複合，再檢測驗其分解能力，選定搭配組合。
④加入能生產單細胞蛋白的微生物，提高秸稈的營養價值。加入此類微生物後，它首先將秸稈中的營養物轉到菌體內，成為菌體蛋白；然後，利用大量培養微生物的方法，在它們的生命過程中分泌有活性的蛋白酶，對秸稈原料中的蛋白質進行降解，生成胺基酸，達到提高營養價值的目的。目前常用酵母菌類來作為首選。
⑤研究腐熟劑發酵工藝，科學生產腐熟劑產品。發酵工藝研究包括培養基配方、pH值、溫度、通氣量等條件，研究劑型，選擇適合的載體。
⑥研究腐熟劑的最佳使用條件，然後進行小試、中試，綜合評價腐熟劑的效果。
⑦利用基因工程的手段，構建分解秸稈某些酶基因的理想工程菌也是一個重要的方法。
