水稻是世界上最重要的农作物之一，全球种植面积达1.5亿公顷，年均产生约10亿吨水稻秸秆。焚烧是农民们惯用的秸秆处理方式，造成大量有毒有害物质以及温室气体的排放，对人体健康以及生态系统造成威胁。秸秆还田是最经济可行的一种有效利用方式，能够改善土壤性质，以无害环境的方式提升土壤地力。微生物在C的同化以及养分循环上扮演着重要的角色，大量微生物参与了秸秆多步骤的降解过程。秸秆的组成复杂，微生物之间需紧密协作，形成互作网络。尽管有很多研究围绕秸秆降解过程中的微生物展开，但是除了秸秆降解过程中直接参与的微生物外，关于间接参与秸秆降解过程的微生物研究相对较少。不仅如此，秸秆降解本身受温度、水分、土壤性质以及人为因素的影响。施肥是一种重要的农业管理措施，能够对微生物多样性产生影响。目前关于施肥对秸秆降解主导微生物的作用以及他们在生态网络中的重要性还尚不清楚。研究秸秆降解微生物以及不同施肥下微生物群落的变化对我国农田秸秆资源化管理利用具有重大的理论和实践意义。基于此，我们依托亚热带典型水稻土，首先对不同丰度秸秆（12C-、13C-标记秸秆）添加是否对DNA-SIP试验背景下微生物群落结构的影响进行评价性试验。然后通过在常熟、鹰潭水稻土中分别添加13C-标记纤维素(98％)和13C标记高丰度秸秆（60％以上）进行微域培养试验，结合DNA-SIP和高通量测序技术研究秸秆降解微生物在时间尺度上的演替以及在不同施肥处理（化肥，有机肥，不施肥）下的变化，以期为有效推进秸秆还田提供科学依据，促进农田秸秆资源化管理利用。　　主要研究结论如下:　　1、比较13C-标记秸秆和12C秸秆对土壤微生物群落的影响差异，发现C累积排放量在施肥(NPK，OM)和不施肥(Control)处理间有明显差异。在同一种施肥方式下，13C-标记秸秆添加后C的累计排放量有低于12C秸秆组的趋势，但是统计学上差异不明显。秸秆的矿化率在两种秸秆添加下也无差异。施肥处理显著高于不施肥处理，说明本底土壤是影响微生物代谢的主要因素。不同丰度秸秆处理的细菌群落结构在三种施肥处理土壤中均没有分异。在不施肥条件下，相比13C-标记秸秆，12C秸秆造成细菌群落的异质性较大，群落α-多样性低，没有物种差异;施肥条件下，13C-标记秸秆添加对微生物群落α-多样性及异质性无影响但是却有物种差异，说明土壤本身的肥力状况也能够影响微生物对外源碳同位素的同化。综上所述，13C-标记物的使用对本底微生物会有一定程度的影响，比如生物质气体排放、细菌α-多样性和响应物种等。就目前大部分的研究结果显示，这种差异几乎不影响靶标目标微生物，因此13C-标记的方法是可以被用来追踪代谢微生物的。　　2、以常熟为例，纤维素降解菌如Ruminococcaceae，Lachnospiraceae，Opitutaceae，Fibrobacterales和Myxococcales是水稻土纤维素降解的主要微生物类群。除了直接参与秸秆降解过程中的微生物，一些辅助微生物也参与了秸秆的厌氧降解，辅助菌如互营养菌Geobacter以及固氮菌如Azotobacter，Rhizobium和Devosia也参与了秸秆降解过程。前者利用秸秆的碳通过物种间直接电子转移作用去除反应过程中产生的还原力，在秸秆厌氧降解过程中扮演重要的作用。秸秆往往具有较高的碳氮比和较低的氮含量，进而限制了微生物的代谢，因此固氮菌丰度增加为微生物群落提供更多的可利用氮素。　　3、秸秆降解过程中存在主导微生物演替现象。在24天之前，微生物利用的是秸秆中容易组分。在此之后，易分解组分逐渐消耗殆尽后，难降解组分逐渐积累。培养短期内，秸秆降解由厚壁菌门主导，第56天，绿弯菌门、拟杆菌、酸杆菌门成为秸秆降解优势物种。研究发现，此时，例如本研究的第90天，降解物种组成显著不同于前期，主要隶属于变形菌门，包括嗜氢菌、鞘氨醇单胞菌、假单胞菌等。这些微生物大部分参与降解过程后期也就是H2和脂肪酸的分解阶段。　　4、鹰潭、常熟水稻土中主导秸秆降解微生物主要分布在厚壁菌门、放线菌门和变形菌门。施肥有助于常熟和鹰潭水稻土秸秆的降解，其主要原因是土壤微生物群落的改变。由于土壤的营养状况不同，他们的群落组成在施肥条件下会发生变化，Control和NPK施肥处理下，主要的降解微生物为厚壁菌门，而在OM处理下，以放线菌和变形菌为主。进一步以鹰潭水稻土为例进行微生物分析发现，相比Control处理，施肥不仅影响降解微生物的组成，同时也影响了他们所在的共生网络，增加了变形菌门在生态网络中的重要性。施肥处理下网络模块化较高，节点数较多，网络趋于简单化，传递性较低，中心多样化，可以有效的避免网络中物种间串联崩塌，种间互相依赖性较小，从而使网络更加稳定。然而在Control处理中，模块数少，网络密度、中心化程度、平均度较高，网络更加复杂，节点之间距离较近，说明施肥减少了物种之间的协作。所有这些变化均能加速秸秆的厌氧降解。　　该研究对于揭示秸秆降解主导微生物的变化规律，评价施肥对稻田生态系统秸秆还田的影响具有深刻意义，同时，为有效推进秸秆还田提供科学依据，对我国农田秸秆资源化管理利用具有重大的理论和实践意义。