生物炭是一种由生物质材料通过热裂解制备得到的稳定富碳产物,生物炭应用于农业生产可促进作物生长发育,但生物炭水溶性物质对作物生长及土壤微生物的影响研究较少。本文试验研究了生物炭水提液对大麦发芽、生长及根际微生物菌群的影响,分离鉴定并表征了大麦根际促生菌,解析了生物炭水提液对大麦籽粒的代谢变化,探索了生物炭水提液促进作物生长的生理机制。主要研究结果如下:1.测定了不同浓度稻壳炭、秸秆炭和玉米芯炭水提液对大麦发芽性能、内源激素、水解酶活性及胚乳水解的影响。结果表明玉米芯炭水提液浓度为10%时,对大麦发芽性能、内源激素活性、水解酶活性及胚乳水解产物的促进作用最显著,分别比对照组高1.9%～89.3%;脱落酸和β-葡聚糖含量分别比对照组低50%和27.8%。因此,玉米芯炭水提液对大麦发芽具有显著的促进作用。2.为明确生物炭水提液对大麦幼苗生长发育的影响,大麦生长过程中施入玉米芯炭水提液,浓度分别为0.1%、1%、10%和100%,监测大麦幼苗生长情况。结果表明玉米芯炭水提液浓度为10%时,对大麦幼苗生长指标、叶绿素含量、根系吸收能力、保护性酶及抗逆性酶活性促进作用最显著,分别比对照组高10%～67%;玉米芯炭水提液浓度为1%时,可溶性蛋白含量和过氧化氢酶（CAT）活性分别比对照组高10%和35%。因此,当玉米芯炭水提液浓度为1%和10%时对大麦生长的促进作用最显著。3.为揭示生物炭水提液对大麦根际菌群结构的影响,对大麦根际土壤总DNA进行测序,分析玉米芯炭水提液浓度为1%和10%时,大麦根际土壤中菌群丰度差异,预测大麦根际细菌的功能。结果发现玉米芯炭水提液可以明显降低大麦根际细菌群落丰富度和多样性。LEf Se分析可知施入玉米芯炭水提液浓度为1%时,不动杆菌属等21个菌属丰度显著增加;施入玉米芯炭水提液浓度为10%时,泛菌属等18个菌属丰度增加。预测玉米芯炭水提液处理涉及大麦根际细菌氮固定、糖酵解、磷的溶解和氨基酸降解等功能。因此,施用玉米芯炭水提液浓度为1%和10%时对大麦根际促生菌富集作用最显著。4.通过分离鉴定并表征生物炭水提液处理下大麦根际促生菌。经鉴定7株菌分别为解淀粉芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）、短小芽胞杆菌（Bacillus pumilus）、巨大芽孢杆菌（Bacillus megaterium de Bary）、琼氏不动杆菌（Acinetobacter）、鞘氨醇单胞菌（Sphingomonas azotifigens）、深微杆菌（Microbacterium）和类芽孢杆菌（Paenibacillus Ash）。其中琼氏不动杆菌（Acinetobacter）无机磷和有机磷溶磷量、固氮酶活性、分泌IAA的能力最强,巨大芽孢杆菌（Bacillus megaterium de Bary）对镰刀菌属（Fusarium）的抑菌能力最强。施入解淀粉芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）后大麦发芽率最高,比对照组高2.7%;类芽孢杆菌（Paenibacillus Ash）使大麦生长指标提高最显著,比对照组高17.7%～28%;解淀粉芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）和类芽孢杆菌（Paenibacillus Ash）促进大麦地上生物量变化最显著,比对照组高13.1%。施入玉米芯炭水提液后,类芽孢杆菌（Paenibacillus Ash）菌体浓度和对固氮酶活力分别比对照组高37.5%和23.1%;解淀粉芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）对有机磷和钾的溶解能力及生物膜形成能力比对照组高18.8%～52.2%;琼氏不动杆菌（Acinetobacter）对无机磷的溶解能力比对照组高24.1%。因此,从大麦根际分离筛选鉴定的7株菌中,解淀粉芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）和类芽孢杆菌（Paenibacillus Ash）对大麦生长的促进作用最显著。5.为阐明大麦根际促生菌对大麦产量和籽粒代谢产物的影响,分别添加1%浓度的玉米芯炭水提液及解淀粉芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）和类芽孢杆菌（Paenibacillus Ash）,大麦成熟后测定产量等指标,分析大麦籽粒的代谢物及差异倍数,筛选出大麦籽粒差异代谢物并进行代谢通路分析。结果玉米芯炭水提液与大麦根际促生菌共同作用下大麦产量、大麦品质及发芽性能显著提高,分别比对照组高2.7%～25.9%,大麦籽粒中总代谢物含量增幅最大。PLS-DA分析结合方差分析筛选出22种差异代谢物,代谢通路分析映射出12条代谢途径,其中4条与差异代谢物显著相关的代谢途径均与氨基酸的代谢和生物合成相关,其中最显著的代谢途径是氨酰基-t RNA的生物合成。说明玉米芯炭水提液可促进大麦根际促生菌丰度增加,进而提升大麦的产量和品质。