中国是稻秆的最大生产国,尽管稻杆资源丰富,但大量稻杆并未得到合理使用或处置,不仅会造成严重的环境污染,还会导致生物资源的极度浪费。甲烷化利用以厌氧发酵技术为核心,可同步实现稻杆的能源化和肥料化利用,克服稻杆直接还田弊端,实现稻杆间接还田与生物燃气回收,促进物质循环,对保证农业可持续绿色发展具有重要意义。然而,木质素和二氧化硅的存在使稻杆很难降解,从而难以被厌氧发酵利用,因此本实验利用稻杆和畜禽废水混合驯化稻田土壤微生物、构建促进稻杆水解优势微生物区系,使土壤酶活性趋于高效分解稻杆的形态;优化驯化的稻田土壤微生物水解稻杆条件,使反应体系产生和积累更多TOC和VFA等可发酵的小分子物质;在最佳的水解条件下,水解一定时间后按不同比例保留水解物,通过添加废水于稻杆水解罐中,使稻杆水解完全,产生更多的小分子有机物,提高稻杆的转化率以及水解液厌氧发酵产甲烷的含量,为后续工业产甲烷提供技术支持,并推进产业化应用。1)采用不同条件驯化稻田土壤,在驯化过程中,所有处理组的p H值在开始的15 d内逐渐降低,随后又因驯化时间的延长而升高。19 d后稻杆废水混合组的TOC浓度（653.50 mg/L）高于稻杆组（521.50 mg/L）。驯化后CMCase的顺序为稻杆废水混合组（4.01 IU）>稻杆组（2.29 IU）>对照组（1.03 IU）>废水组（0.87 IU）。NH4+-N浓度在所有处理组中均随着驯化时间延长而呈现下降趋势,这与氨的挥发、硝化作用和反硝化脱氮有关。稻杆废水混合组的纤维素/木质素比（5.25）和木质素的降解率（51.96%）高于其他处理组。根据对样品中微生物高通量测序分析表明不同处理组中微生物群落的丰富性和多样性有显著变化。由于竞争抑制作用,添加稻杆/畜禽废水于稻田土壤可以显著富集降解稻杆的微生物。驯化过程中,Firmicutes（21.02%）、Chloroflexi（12.48%）、Proteobacteria（20.92%）和Bacteroidetes（25.78%）是稻杆废水混合组中的主要的门类发酵菌群。稻杆废水混合组中的富集的微生物属主要包括Lentimicrobium（1.68%）、Sporobacter（0.61%）、Macellabacteroides（0.68%）、Ruminiclostridium＿1（1.43%）、Syntrophomonas（0.45%）、Haliangium（1.33%）、Anaerolinea（2.19%）、Leptolinea（0.81%）,DMER64（9.18%）和Roseimarinus（0.99%）。由此可见,在稻杆废水混合组中驯化的稻田土壤微生物群落可以更有效地降解稻杆,这是在本试验条件下获得的最佳降解稻杆微生物群体。2)对稻田土壤微生物水解稻杆产小分子有机物（TOC和VFA）的试验条件进行优化。通过单因素试验和正交试验,得到反应体系产小分子有机物的最佳条件为:反应温度37℃、接种比例（土壤:稻杆）2:1、C/N为40和淹水液面高度8.5 cm。通过验证性实验证明,在上述条件下,稻杆水解液中的TOC和VFA含量在第3 d达到最高,分别为10.45 g/L和4.10 g/L。同时,利用在最佳条件下产生的水解液厌氧发酵产甲烷再次证明,利用经过驯化的稻田土壤水解稻杆获得的水解产物可以为后续的产甲烷阶段提供了充足的底物。3)通过添加废水于稻杆水解罐,水解一定时间后按不同比例保留水解物的试验表明经过多级水解处理可使稻杆降解完全,并提高其水解液厌氧发酵阶段甲烷的产量。其中通过一级、二级、三级和四级水解共4次水解过程以及保留比例分别为75%、65%、55%、45%、75-45%依次递减和45-75%依次递增共6种不同保留量来判断稻杆水解以及其产甲烷的效率,结果表明:p H在一级水解时较低,为5.10,再次水解,反应体系p H逐渐升高至弱碱性。一级水解时TOC和VFA浓度较高,分别为4.77 g/L和3.02 g/L,再次水解浓度有所下降;在三级水解时,75%、65%、55%、45%、75-45%依次递减和45-75%依次递增6种不同保留比例的TOC浓度分别下降为1.77、1.62、1.20、0.64、0.87和0.45 g/L,VFA浓度下降为1.04、0.45、0.15、0.08、0.26和0.11 g/L。由此可见,在三级水解时,稻杆水解反应趋于结束,为提高水解的经济效率,在实际运行中,采用稻杆二级水解即可。同时,在保留比例为45%时,不仅获得的TOC和VFA总含量最大,分别为2.14 g和7.51 g,而且甲烷的产量也达到最高,为986.15 m L。