1 生物反应堆的理论基础
1.1 植物CO2饥饿
空气中CO2一般约330μL·L-1，与作物光合作用平均最适浓度1000μL·L-1相差甚远。如采用密植栽培、肥水增多、设施栽培，则原料不足，植物处于饥饿状态。
1.2 叶片的主动吸收和被动吸收
叶片具有把CO2从不同位置、距离吸入的特点，称主动吸收，主动吸收需要消耗自身制造有机物而获取能量。另外，叶片还有把附近的CO2吸收、固定的特点，称被动吸收，这种合成的效率、速度高且积累增加。
2 生物反应堆的实现
2.1 外置反应堆
外置反应堆主要提供叶片主动和被动吸收的CO2浓度，分为棚内和棚外2种形式。规范式外置反应堆由3部分组成：(1)反应系统：包括原料(秸秆)、菌种、隔离层等；(2)贮存系统：包括贮气池、取液池；(3)交换系统：包括交换机、输送带、进气孔、输气道。简易外置反应堆没有交换机和输气带。
2.2 内置反应堆
内置反应堆主要增加叶片主动吸收CO2浓度，分为行下内置式和行间内置式。其反应系统、贮存系统同在反应堆沟内，以通气孔作为交换系统。
3 生物反应堆生成物的优良特性
3.1 CO2吸收率
反应堆所产生的CO2100%可使作物吸收。主要原因是工业、化学法和反应堆产生的CO2亚微结构不同，后者遵循了生物界的普遍法则即相似相容原理，增加了吸收效率；同时可使作物蒸腾作用下降，水利用率提高75%-125%。
3.2 适宜的温度效应
由于温度效应，可提高20cm土层地温4℃-6℃，气温提高1℃-2℃，早春作物可提前10-15d播种、定植，很多果树可提前10-15d发芽、开花、结果。晚茬作物(秋延迟作物)可延长30多d生育期。
3.3 提高植物自身免疫功能
使用生物反应堆可减少农药用量60%-70%，直至完全不施农药。
3.4 清除农残，优化土壤理化性质
大面积保护地和大田应用秸秆反应堆可减少化肥用量50%以上，3年以上的大棚可减少农残70%以上，1年使用的可减少土壤农残90%，2年可达全部消除。土壤有机质、腐殖质、微生物系群、团粒结构、通气性、保水保肥能力、理化性状显著改善和提高。土壤中亚硝态氮比对照降低80%，作物生长出现根茎比增加125%-300%，根系条数和根鲜重相应增加。
4 生物反应堆使用效果
4.1 经济效益
(1)增产。(2)降低生产成本。
4.2 生态效益
使用生物反应堆技术，秸秆转化率高，每0.067公顷可消耗0.67公顷秸秆，使秸秆资源进入了农业生态系统的良性循环，净化了空气，防止了农业面源污染，改善和保护土壤，有显著的生态效益。
4.3 社会效益
使用生物反应堆，可增加农民的收入，提高农民的意识和技术水平，减少生产过程中劳力和投入品的使用，可有效解决“三农”问题。同时，可提高农产品安全性，有利于保护人类健康，是建立和谐社会(人与自然、人与人、社会各阶层)的重要手段之一。
