稻田是全球农业生态系统最重要的人为甲烷排放源之一。有机物料还田是提升土壤肥力、改善土壤结构和促进农业绿色发展的重要措施，但在淹水条件下，其分解过程会释放大量易利用有机碳，为产甲烷微生物提供底物，进而增加甲烷排放。近年来，已有研究主要关注有机物料对产甲烷古菌丰度或群落组成的影响，而细菌、真菌和古菌之间的多界微生物互作如何共同调控甲烷产生，以及这种调控是否具有明显的土壤垂直分层特征，仍缺乏系统研究。
针对这一科学问题，研究团队开展了水稻土柱控制试验，设置无有机物料添加对照以及秸秆、污泥和粪肥三类有机物料处理，分别采集表层土壤和亚表层土壤。结合静态箱—气相色谱法、qPCR、高通量测序和微生物共现网络分析等手段，系统解析不同有机物料对甲烷排放及微生物网络结构的影响。
研究取得以下重要发现：
（1）有机物料显著促进稻田甲烷排放，其中秸秆处理的促进作用最为显著，其次为污泥处理和粪肥处理；
（2）有机物料促进甲烷排放的作用主要发生在表层土壤，相较于亚表层土壤，表层土壤对有机物料输入响应更为敏感，是有机物料驱动甲烷产生的关键作用层位；
（3）有机物料显著富集表层土壤产甲烷古菌，其中氢营养型产甲烷古菌是解释甲烷排放变化的重要生物学因子；
（4）界内互作增强是驱动甲烷排放增加的重要机制，有机物料显著增加了表层土壤细菌—细菌、古菌—古菌等正向界内互作，且界内互作与甲烷排放和产甲烷活性呈正相关。
本研究阐明了多界微生物协同调控稻田甲烷排放的关键过程，为优化有机物料还田方式、降低稻田温室气体排放、推动农业绿色低碳发展提供了理论依据和科学支撑。
