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玉米秸秆原位深翻还田具有培肥地力、改善土壤微生物环境等优势。低温区受气候影响,还田秸秆无法完全腐解,施用外源菌剂是低温区还田秸秆加速降解的有效措施。但目前菌剂的制备由于其工艺复杂、成本高昂且应用效果差、保藏期短,阻碍了菌剂由实验室到田间应用的成果转化。有效菌剂的缺乏也使菌剂的作用机理及应用效果目前尚不清楚。基于此,本研究以6株可在低温条件下降解玉米秸秆的细菌菌株为试验材料,以玉米秸秆外皮粉、淀粉、麸皮为填料,通过菌株混合发酵和填料配方调试试验,致力于开发一种低成本且高效、稳定的可在低温条件下降解玉米秸秆的固态菌剂。鉴于以往研究成果受制于稳固复杂的土著微生物环境,本研究从土壤微生物的角度揭示菌剂与土著微生物的互作机制、阐明菌剂对玉米秸秆的降解机理。并结合菌剂在秸秆降解和玉米生长发育过程中对土著微生物环境及土壤特性的影响,进一步揭示菌剂的实际应用效果。主要研究结果如下:1.6株细菌混合发酵28h,菌液高产漆酶、锰过氧化物酶和木素过氧化物酶。此时菌液p H稳定、浓度较高,活菌数为1.54×1010CFU/ml,是菌液的最佳发酵(出罐)时间。菌液的微生物组成为Alcaligenes、Bacillus、Pseudomonas和Acinetobacter,占比分别为29.32%、32.54%、20.15%和17.95%,其代谢功能相对丰度最高。2.菌剂最佳配方为菌体与填料比为1:4,玉米秸秆外皮粉、淀粉、麸皮间比例为4:3:9,此配方菌剂活菌数为7.50×1010CFU/g。其最佳保藏条件为菌剂含水量为10%,4℃冷藏条件下的真空包装方式。保藏120d和180d后活菌数分别为6.90×1010CFU/g和6.07×1010CFU/g,活菌存活率分别为92.00%和80.93%。3.在低温(15℃)土壤中,不同土壤湿度(10%、20%和30%)条件下各菌剂施用水平均显著提高玉米秸秆的降解率,其中土壤湿度为20%和30%,菌剂施用水平为800:1和800:2的处理秸秆降解率较高,分别为32.71%和36.72%,分别较对照处理显著提高了10.75和14.40个百分点,在该土壤湿度条件下,施用菌剂可显著提高土著细菌优势菌门中变形菌门Proteobacteria和真菌优势菌门中的担子菌门Basidiomycota的相对丰度,其相对丰度占比分别为29.76%-42.06%和6.65~22.61%,二者均与土壤湿度呈显著正相关(r=0.81,r=0.65)。4.不同土壤湿度条件下,菌剂的施用使土壤中更多的土著细菌和真菌在其种内及种间产生互作关系,增强了菌属间的联系。其中,当土壤湿度从10%上升到20%和30%时,土著细菌与真菌的正相关关系占比由52.38%上升到73.08%和76.67%,且菌剂施用于中高湿度土壤可显著提高土著细菌与真菌的正相关关系。5.菌剂在秸秆降解过程中(100d),中前期(20d-60d)降解速率较快,60d秸秆降解率为42.92%,较对照处理提高了18.21个百分点;至100d秸秆降解率为51.63%,较对照处理提高了17.91个百分点。期间施用菌剂显著提高了40d-100d秸秆的氮素释放,较不施菌处理下降了31.04%;对磷素的释放主要集中在中后期,降解60d秸秆中磷素含量较对照处理显著降低了10.11%;对钾素除降解第100d,其余各时期显著降低了秸秆中钾素含量,第80d降低幅度最大,为17.64%。6.大田条件下施菌剂可显著提高玉米秸秆及其成分的降解率,使各玉米生育期土壤速效磷含量显著提高了31.44%,玉米抽雄期、灌浆期和成熟期的全氮含量分别显著提高28.62%、28.33%和19.35%,速效钾含量分别显著提高22.38%、23.33%和19.38%,成熟期的土壤有机质含量显著提高11.77%。土壤养分的提高进而提高了玉7.米产量(1046.44kg/667m2),较未施菌剂处理提高16.90%。