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水稻秸秆是丰富的有机养分资源,但还田率不足35%。限制水稻秸秆养分利用的重要原因是其碳氮转化缓慢,微生物与作物争氮,造成减产。当前对复杂水田环境下稻秸分解过程还不清楚,尤其是对碳氮互作调控的分子生态机理缺乏深入认识。本文采用田间试验和培养实验,结合磷脂脂肪酸分析、DNA稳定同位素探针、高通量测序等,研究同一还田量不同施氮量下(0、90、180和270 kg hm-2)以及同一施氮量不同秸秆还田量下(0、3000、6000、9000 kg hm-2)水稻秸秆养分释放规律及其微生物群落组成和功能多样性,阐明稻田秸秆分解的碳氮互作机理,取得以下创新性进展:（1）同一还田量不同施氮量条件下稻秸腐解特征。秸秆腐解速率随施氮量增加而增加,施氮180 kg hm-2下秸秆腐解速率最大,且水稻产量最高;当施氮量增至270 kg hm-2时,水稻产量和秸秆腐解速率不再增加。易分解碳水化合物和氨基酸在腐解前期优先被微生物利用,同时乙酰氨基葡萄糖苷酶和氨基肽酶活性较高,施氮量180 kg hm-2和270 kg hm-2处理均可提高两者活性。革兰氏阳性菌虽占优势数量,但真菌、放线菌主导了后期对秸秆难分解物质的利用过程。秸秆真菌糖苷水解酶cbhI和细菌糖苷水解酶GH48基因丰度在腐解中期较多,同时β-葡萄糖苷酶、β-纤维二糖苷酶和β-木糖苷酶活性表现出较高的活性。cbhI和GH48基因丰度随施氮量增加而增加。（2）同一施氮量不同还田量下稻秸腐解特征。秸秆腐解速率随还田量增加而增加,还田6000kg hm-2下秸秆腐解速率最大,且水稻产量最高;当还田量增至9000 kg hm-2时,水稻产量和秸秆腐解速率均显著下降。较不还田处理,秸秆还田6000和9000 kg hm-2处理提高了微生物群落丰度、纤维素分解真菌和细菌丰度以及碳氮转化相关酶活性。腐解0-14天,碳水化合物和有机胺类是微生物主要优先碳源;腐解中期,尤以还田6000 kg hm-2处理下cbhI、GH48基因丰度、β-葡糖苷酶和β-纤维素二糖苷酶活性较高;收获期,真菌和放线菌在秸秆腐解过程中发挥关键作用,酚类物质为其主要利用碳源。（3）同化利用秸秆碳源的微生物多样性。稻秸在前两周快速腐解,对土壤固有碳引起强烈的激发效应,放线菌门链霉菌目（Streptomycetales）、链胞菌目（Caternulisporales）和棒状杆菌目（Corynebacteriales）为其碳源利用的优势菌群,同时,主导类群呈链霉菌目到北里胞菌目（Kitasatospora）到细链胞菌目（Catenulispora）的变化规律。腐解第56至90天,同化利用稻秸碳的主要微生物为微球菌目（Micrococcales）、鞘脂杆菌目（Sphingobacteriia）和γ-变形菌目（Gammaproteobacteria）;真菌,尤其是散囊菌目（Onygenales）、煤炱目（Capnodiales）、粪壳菌目（Sordariales）和格胞菌目（Pleosporales）在腐解后期秸秆碳源利用中发挥重要作用。综上所述,江西双季稻体系秸秆还田下最佳氮肥施用量为180 kg hm-2,最佳秸秆还田量为6000 kg hm-2,微生物群落演替及cbhI和GH48基因在水稻秸秆腐解中起重要作用。