玉米秸秆是丰富的可再生生物质资源,全国每年产生大量的农作物秸秆,其中很大一部分被焚烧,不仅浪费资源,而且造成环境污染。以秸秆为原料生产甲烷是常用且有效的生物质资源化方式,有利于经济、环境、生态的可持续发展。由于玉米秸秆特殊的木质纤维结构使其生物降解性能低下,因此研究环境友好的高效秸秆水热预处理方法对玉米秸秆分解和产能具有重要意义。水热温度的提高能够去除半纤维素,预处理温度200℃时,半纤维素含量降至2.87%。水热温度为160℃时玉米秸秆酶解产糖量最高,酶解36 h后还原糖浓度为1.69 mg/mL,比空白高83.7%。180℃下水热预处理30 min,秸秆的产气效果最高,总产气量是空白的1.66倍。160℃下水热预处理120 min,半纤维素含量降至7.2%。160℃下水热预处理120 min,玉米秸秆酶解产糖量最高,36 h酶解后还原糖产量为1.56 mg/mL,是未经水热预处理玉米秸秆酶解产糖的2.43倍。在160℃下水热预处理30 min后,秸秆产气效果最好,累积产气量为1561 mL,是空白的2.06倍。固液比的改变对水热预处理玉米秸秆影响不大,不同固液比水热预处理条件下玉米秸秆半纤维素的含量变化很小。固液比为3:30条件下玉米秸秆酶解产糖效果最好。在水热预处理过程中添加一定量的H2S04或者NaOH能够改变玉米秸秆水热预处理的效果。NaOH能够中和水热预处理过程中产生的有机酸,阻碍了水热预处理对玉米秸秆表面的破坏作用,NaOH可以溶解木质素,促进玉米秸秆的生物降解性能。当NaOH添加量为0.5%wt时,NaOH-水热联合预处理的玉米秸秆经过48 h酶解后,产糖量是单独水热预处理的3.78倍：厌氧发酵产气量是单独水热预处理厌氧发酵产气量的1.46倍。添加H2SO4可以提高水热预处理过程中酸的浓度,促进水热预处理对玉米秸秆表面的破坏作用,进而促进玉米秸秆酶解产糖以及厌氧发酵产气。当H2SO4添加量为0.5%wt时,酶解产糖效果最好,是空白产糖的3.53倍。而H2SO4的添加对玉米秸秆厌氧产气促进效果不明显。