有机固体销毁物伴同着人类破费、有机研妨生涯而发生，固体搜罗畜禽粪便、销毁作物秸秆、物生物转厨余剩余、化技都市生涯剩余以及市政污泥等，术钻发生量重大，有机研妨对于情景组成的固体压力积少成多。我国是销毁一个农业大国，农业销毁物发生量极其重大。物生物转数以多少十亿吨计的化技农业销毁物已经成为中国最大的传染源。2016年经国家农业部、术钻住建部的有机研妨估算天下每一年发生畜禽粪污3.8×10⁹t，综合运用率不到60%；每一年发生秸秆近9×10⁸t，固体未运用的销毁约2×10⁸t；都市污泥发生量抵达约3.5×10⁷t，处置率在50%~70%；都市生涯剩余发生量抵达1.8×10⁸t。

凭证2020年第二次天下传染普查公报展现，畜禽粪污化学需氧量的排放量远远逾越中国工业废水以及生涯废水的排放量之以及，占比全副排放量的49.8%。随着经济的睁开，都市化历程的减速，有机固体销毁物的发生量越来越大。特意是，畜禽粪污成为我国最大的农业情景传染源以及有机固体销毁物，且养殖规模仍在不断扩展，排放总量泛起逐年削减的趋向，大批发生以及积攒所带来的情景危害与资源循环运用等下场尤为突出。有钻研测算，我国有6个省市是畜禽粪便传染较重的地域，单元农田面积的畜禽粪便总氮磷负荷逾越欧盟的限量尺度。近些年来，我国陆续宣告了畜禽粪污资源化运用的相关教育文件，旨在增长畜禽粪污的综合运用与有害化处置，防治畜禽养殖传染。好氧堆肥技术由于具备有害化、资源化水平高，减量化下场清晰，老本低等短处而成为有机固体销毁物有害化以及资源化的最有睁开后劲的方式之一。泛滥实际表明，好氧堆肥技术是增长畜禽粪污资源化运用，处置畜禽粪污处置的紧张技术道路。

好氧堆肥的生物转化历程本性上是一个以碳氮硫（C、N、S）富营养的有机物为底物的生归天学多因素配合影响下，在猛烈的水热气变幅条件下，多种功能微生物协同、相助或者耦合等熏染下的重大历程，最终组成晃动的产物—有机肥。微生物在好氧堆肥历程中饰演着分解者的脚色，由于好氧堆肥系统的重大性，搜罗着重大多样的微生物群体在好氧堆肥系统的差距光阴、空间发挥熏染，差距生态位的微生物对于差距的物资组分妨碍着矿化熏染，从而实现有机固体销毁物的部份矿化。因此，微生物是抉择有机固体销毁物的好氧堆肥历程中生物转化的实施者，起到至关紧张的熏染。

在好氧堆肥系统中，驱植物资转化的微生物历程会发生大批的氮、硫恶臭气体，组成氮素损失以及恶臭情景传染，其中，NH₃、N₂O的排放损失可抵达24%~77.4%、0.2%~9.9%的好氧堆肥初始总氮量，N₂O作为一种紧张的温室效应气体，其温室效应是CO₂的296倍。全天下每一年畜禽粪便好氧堆肥历程发生的N₂O更是抵达了1.2×10⁶t。恶臭硫气体（硫化氢、甲硫醚、甲硫醇、二甲基二硫等）排放则成为限度好氧堆肥技术睁开的关键情景因素，硫素损失可占好氧堆肥初始总硫量的8%~26%，以硫化氢的排放通量最大，其次是甲硫醇、甲硫醚。因此，由功能微生物驱动的氮硫物资转化是好氧堆肥历程的关键物资转化历程，既与最终产物（有机肥）的品质亲密相关，也关连到恶臭气体排放等次生情景传染下场，是睁开好氧堆肥技术钻研的关键迷信下场。堆肥微生物次若是受到了堆肥的通气情景、C/N、湿度、温度、pH等因素的影响，针对于影响堆肥微生物的因素妨碍调控，可实用提升好氧堆肥处置功能。

近些年来，随着份子生物学、高通量测序技术等学科的睁开，大大增长了对于情景中未哺育的微生物的钻研深度，使咱们可能深入探究情景微生物的多样性及其潜在熏染机制。本文就好氧堆肥历程中的微生物多样性以及氮硫物资转化历程微生物熏染机制妨碍综合品评，为进一步钻研有机固体销毁物生物转化的微生物历程、调控好氧堆肥技术提供迷信凭证。

1　好氧堆肥历程的微生物多样性

在好氧堆肥的生物转化历程中，有机物资都要经由微生物矿化熏染，这便是微生物对于物资循环起着关键熏染的原因，提升相关功能微生物的代谢活性则能更好地增长有机物资的生物转化熏染。由于堆肥历程存在猛烈的温度变更阶段（简陋搜罗升温-高温-降温3个阶段）以及堆体表层-外部的氧气不均一性组成氧气差距，从而引起微生物群落的演替变更，因此光阴与空间异质性清晰影响着微生物的扩散及其生化反映历程。

好氧堆肥中普遍存在细菌、真菌、放线菌等微生物，其数目级可分说抵达10⁹~10¹⁰、10³~10⁷、10⁵~10⁸CFU/g。在全部堆肥历程中，相对于真菌、放线菌，细菌数目占有着清晰的优势，其代谢能耐
及多样性也愈加丰硕。

1.1　好氧堆肥历程的细菌群落妄想变更

细菌由于具备耐高温、易于运用多种营养物资快捷妨碍等短处，是全部堆肥历程中最主要的降解者。差距堆肥质料的细菌群落妄想存在确定的差距，基于细菌高通量测序的钻研展现，堆肥历程中主要细菌门类搜罗了拟杆菌门（Bacteroides）、变形菌门（Proteobacteria）、厚壁菌门（Firmicutes）、放线菌门（Actinobacteria），绿弯菌门（Chloroflexi）、浮霉菌门（Planctomycetes）无意分也会占有优势位置。值患上留意的是，驱动氮循环中硝化熏染的关键微生物次若是变形菌门，驱动反硝化熏染的关键微生物搜罗了变形菌门以及厚壁菌门，驱动厌氧氨氧化熏染的关键微生物则是浮霉菌门，而放线菌门可能发生木质纤维素水解酶负责纤维素降解等退出碳素转化历程。

随着堆肥历程的增长，细菌群落妄想受到温度、深度、氮素转化历程的影响而爆发演替。在牛粪与稻草混合堆肥历程中，拟杆菌门（Bacteroides）以及变形菌门（Proteobacteria）是最丰硕的门，而放线菌门（Actinobacteria）仅在升温阶段占主导，浮霉菌门（Planctomycetes）数目则在降温期大幅提升，这揭示了堆肥前期可能爆发厌氧氨氧化熏染。而在玉米秸秆堆肥的高温阶段，占有优势的放线菌门（Actinobacteria）则在增长纤维素的降解方面发挥了紧张熏染。针对于堆肥差距深度的菌群妄想合成仍未多少见，现有钻研展现，受堆肥深度清晰影响的细菌属水平上物种搜罗了Planifilum、Thermopolyspora、Truepera、Streptomyces、Pseudoxanthomonas等，且细菌群落多样性差距在高温阶段受到了深度以及堆肥光阴的影响而在降温阶段则是与堆肥深度清晰相关。从以上的菌群妄想演替历程可知，堆肥系统中特定微生物种群变更是随着堆肥中物资转化以及多种情景因子变更等重大概素的顺应性历程。

1.2　好氧堆肥历程的真菌群落妄想变更

真菌是堆肥微生物菌群的紧张组成部份，堆肥历程中主要真菌门类搜罗了子囊菌门（Ascomycota）、担子菌（Basidiomycota）。针对于鸡粪好氧堆肥的真菌群落妄想时空演替钻研中，堆肥升温期次若是酵母菌属（Saccharomycetalessp.），堆肥高温期次若是粪壳菌属（Sordarialessp.）、嗜碱枝顶孢菌（Acremonium alcalophilum）、酵母菌属（Saccharomycetales sp.）、Scedosporiu妹妹inutisporum，堆肥降温期则是Scedosporiu妹妹inutisporum；在堆肥降温期差距深度的真菌群落相对于品貌更平均，且Scedosporium minutisporum是受到堆肥深度清晰影响的真菌群落。同时，温度、水份、pH以及氧化恢复电位等情景条件均是影响真菌群落妄想的紧张因子，在对于猪粪好氧堆肥的钻研展现，温度是影响真菌多样性的严主因素，而氧化恢复电位、水份、灰分则影响堆肥中优势真菌的品貌。

堆肥中嗜热性真菌的多样性及其纤维素降解活性等方面也受到普遍关注，特意是嗜热性真菌经由火泌种种规范的纤维素分解酶以及木质素分解酶来增长有机物的降解，这些具备在高温下坚持活性的酶患上以辅助嗜热性真菌在堆肥高温期妨碍代谢行动，曲霉菌属（Aspergillussp.）、毛壳属（Chaetomiumsp.）、腐质霉属（Humicolasp.）、毛霉属（Mucorsp.）、青霉属（Penicilliumsp.）以及嗜热属（Thermomycessp.）是堆肥零星的主要沉闷真菌种群。

2　好氧堆肥历程的氮素转化

好氧堆肥历程中氮素转化波及到多少多个生化反映，搜罗了硝化熏染、反硝化熏染、厌氧氨氧化熏染等（图1）。退出硝化熏染以及反硝化熏染的生物学历程是较早被钻研的氮素转化历程，厌氧氨氧化熏染则是较晚发现的氮素转化历程，相关酶基因如氨单加氧酶（amoA）、亚硝酸盐氧化复原酶（nxrAXB）、硝酸盐复原酶（narG）、亚硝酸盐复原酶（nirK、nirS）、氧化亚氮复原酶（nosZ）、联氨分解酶（hzsABC）以及联氨氧化酶（hzo）是评估氮素转化以及氮素损失情景的紧张份子目的。

2.1　硝化熏染

氨氧化熏染（A妹妹oniaoxidation）是硝化历程的限速步骤，由氨单加氧酶（amoA）催化NH4+向羟胺（NH₂OH）转化，钻研退出氨氧化熏染的微生物菌群是剖析铵硝转化的主要下场,也是影响堆肥中NH₃排放的主要生化反映，且氨氧化历程中间产羟胺的分解是发生N₂O的其中一条道路。临时以来，催化氨氧化反映的氨单加氧酶（amoA）被普遍以为是变形菌纲的氨氧化细菌（a妹妹onia-oxidizingbacteria，AOB），钻研者发如今陆地、土壤等做作情景中普遍扩散着另一类具备氨氧化能耐的微生物—氨氧化古菌（a妹妹onia-oxidizingarchaea，AOA），AOA的发现，极大的增长了环抱AOA、AOB在差距生态情景中的发挥氨氧化熏染的微生物学钻研，进一步有钻研者发现陆地中氨氧化古菌具备发生N2O的能耐。

运用PCR-DGGE技术钻研发现，堆肥中同样存在着大批的AOA，堆体温度、全氮、NO₂-以及NO₃-等堆肥理化目的对于AOA群落演替有着清晰的影响。Zeng等报道，在堆肥中削减有机物料飞腾了AOB基因拷贝数，后退了AOA基因拷贝数。堆肥系统中，AOB也受到高温、氧气含量等条件的影响，特意是在高温阶段的活性受到抑制，AOB可能在堆肥腐熟阶段发挥熏染，AOA基因品貌则可能在高以及善高浓度NH4+条件下占有优势。这些钻研服从表明，

在堆肥历程中，AOA、AOB有可能分说在堆肥的差距阶段发挥着氨氧化熏染，实现NH₄⁺向NO₃⁺的转化。在对于牛粪好氧堆肥中AOA、AOB的微生物群落多样性钻研中发现，AOB的零星发育多样性高于AOA，氧气、硝态氮、pH、水份、C/N等情景因子与AOB的多样性有清晰的相关性，但与AOA无关。这一钻研展现AOB对于牛粪堆肥历程中硝化熏染加倍紧张。针对于亚硝酸盐氧化复原酶（nxrAXB），是随着氨氧化熏染之后负责催化NO₂-向NO₃-转化的功能酶，在堆肥历程中的钻研较少，唯逐个些钻研服从展现，堆肥中nxrA的基因拷贝数在腐熟阶段泛起回升趋向，且与NO₃-的积攒无关，这与在土壤中的钻研服从相不同。

申明：本文所用图片、翰墨源头《农业迷信》，版权归原作者所有。如波及作品内容、版权等下场，请与本网分割

相关链接：固体，硫化氢，甲硫醇