水稻是世界上种植规模最大的农作物,研究稻田土壤微生物与水稻根系氮吸收的竞争关系对于深入理解稻田系统氮转化过程具有重要意义。氮受限下的水稻秸秆还田对水稻根系与微生物氮吸收竞争的影响研究是水稻种植过程中要研究的重要科学问题。利用稳定性同位素示踪与分子生物学方法结合的DNA-SIP技术研究微生物与水稻对氮素竞争利用机制规律提供了新思路。据此,本研究综合运用Miseq高通量测序结合15NH4NO3/NH415NO3稳定性同位素核酸探针DNA-SIP技术,深入研究了不同有机物料添加（苹果酸、葡萄糖、水稻秸秆）下,微生物与水稻氮吸收竞争机制,为深入理解稻田生态系统秸秆还田下碳氮平衡调控提供理论参考。选择对氮素需求多的水稻分蘖期苗,进行正常氮素水平和减氮10倍水平的培养试验,氮源由等量15NH4NO3和NH415NO3提供,每个氮水平下设置如下处理:添加苹果酸、葡萄糖和水稻秸秆3种处理。减氮条件下,设置同样处理,但外源碳添加量相应减少10倍。每个处理设置3个重复。研究结果如下:1、外源有机碳的添加显著降低分孽期水稻生物量和水稻有机氮15N吸收原子百分比。添加外源有机碳的水稻对15NH4NO3同化高于NH415NO3,表明水稻对铵态氮同化高于硝态氮。2、正常氮水平下,添加葡萄糖和水稻秸秆显著增加土壤有机氮含量,表明外源碳的添加刺激微生物活性,导致微生物大量同化氮,土壤有机氮增加。减氮条件下,添加外源碳则显著降低了有机氮含量,显示了微生物与水稻在氮吸收上存在着竞争。添加外源有机碳的土壤微生物对15NH4NO3同化高于NH415NO3,表明微生物对铵态氮吸收具有偏好性。3、基于物种OTUs水平分析结果表征,正常氮素条件下,葡萄糖和苹果酸添加显著增加16S RNA基因数量,但物种多样性显著降低;减氮条件下,水稻秸秆添加显著增加土壤细菌基因拷贝数,其他处理之间无显著差异,显示外源有机碳添加促进了微生物生长。4、正常氮素水平下,添加苹果酸、葡萄糖和水稻秸秆显著增加杆菌Bacillus和梭菌Clostridium相对丰度,其中梭菌Clostridium的丰度变化趋势为葡萄糖（G）＞苹果酸（MA）＞水稻秸秆（S）,杆菌Bacillus的相对丰度变化苹果酸（MA）＞葡萄糖（G）＞水稻秸秆（S）;减氮条件下,外源碳添加对微生物细菌组成没有显著影响。DNA-SIP结果显示,正常氮水平下主要活性细菌群为梭菌Clostridium。减氮条件下,添加葡萄糖处理的关键活性微生物群为杆菌Bacillus。表明不用氮水平下,同化氮素过程中起主导作用关键活性微生物有异。因此,外源有机碳添下微生物对氮利用的竞争强于水稻根系,水稻根系偏好利用铵态氮,待铵态氮消耗完后再利用硝态氮,决定这一结果的是关键活性微生物类型。土壤有机氮含量与梭菌Clostridium是呈正相关关系,与杆菌Bacillus呈负相关关系。不同氮水平下的关键活性微生物有差异,正常氮水平下是梭菌Clostridium,减氮条件下为杆菌Bacillus。