反硝化功能基因在農(nóng)業(yè)廢物堆肥過程中對理化參數(shù)的響應.pdf

1、作為一種有效處理有機固體廢物的技術(shù)，堆肥受到了越來越多的關(guān)注。通過堆肥這一生化過程，有機固體廢物中的可降解成分可被轉(zhuǎn)化成無害的、衛(wèi)生的、可用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)物。然而，60％的總氮會以多種形式損失，從而降低堆肥產(chǎn)品的肥效并增加有害氣體的釋放，如：N2O,NH3等。
　　反硝化作用對堆肥過程中氮素的循環(huán)起著至關(guān)重要的作用。微生物在含氧量較少或厭氧條件下，通過相應的酶催化還原反應將氮氧化合物NO3-，NO2-分別還原成NO、N2O和N2等

2、氣態(tài)氮而損失掉，降低了堆肥產(chǎn)品的肥效和質(zhì)量。其中N2O既可作為硝化過程中的中間產(chǎn)物而釋放出來，也可作為反硝化的副產(chǎn)物而釋放出來。N2O作為大氣層中一種重要的微量氣體，通過吸收紅外輻射而產(chǎn)生的溫室效應是CO2的298倍，其占人為溫室氣體排放總量的7.9%并且以每年0.26%的速度增長。此外，N2O可以與消耗臭氧層中的O2與之反應生成NO，從而損耗臭氧層。
　　本文采用模擬農(nóng)業(yè)廢物好氧堆肥的方法進行堆肥，通過對堆肥全過程中理化參數(shù)的測

3、定可以看出：堆肥高溫期從第4天持續(xù)到了第13天，總共超過10天，堆體最高溫度為55.6 oC，滿足了殺滅病原菌及堆肥達到腐熟的要求。WSC從最開始的2226.8 mg/kg增加到第3天的2466.7 mg/kg，隨后持續(xù)減少直至堆肥結(jié)束為1042.7 mg/kg。堆肥含水率在前4天維持在60%左右，但隨著堆肥進行，其含水率從67%降到了47%。在堆肥前期堆體pH值有所上升，之后pH逐漸下降。NH4+-N含量在堆肥初期迅速增加并在第4天達

4、到最大值1211.5 mg/kg，之后逐漸減少，堆肥末期其含量為395.8 mg/kg。NO3--N的含量在堆肥前期較低，且呈現(xiàn)下降趨勢，第9天時達到最小值377.6 mg/kg，堆肥結(jié)束時其含量為953.0 mg/kg。熒光定量PCR結(jié)果顯示：三種基因存在于本堆肥實驗的整個過程，且均在降溫期與腐熟期呈現(xiàn)出更高的基因豐度，而在升溫期與高溫期基因豐度都相對較低，三種基因的平均豐度水平按大小排列為：nosZ＞nirK＞nirS。
　　

5、借助熒光定量PCR分析技術(shù)對堆肥過程中的反硝化功能基因nirK、nirS及nosZ的基因豐度進行測定，采用SPSS數(shù)據(jù)統(tǒng)計軟件，首先對堆肥理化參數(shù)，如：溫度含水率、水溶性有機碳（WSC）、pH、含水率等參數(shù)，與反硝化功能基因豐度進行相關(guān)性分析，然后根據(jù)相關(guān)性分析結(jié)果挑選出與基因豐度顯著相關(guān)的環(huán)境因子與相對應的基因豐度進行基于回歸分析的曲線估計，得出最適合的模型。從分析結(jié)果可以看出：nirK基因豐度只與堆體溫度之間存在顯著線性相關(guān)，兩者之