作为一种有效处理有机固体废物的技术,堆肥受到了越来越多的关注。通过堆肥这一生化过程,有机固体废物中的可降解成分可被转化成无害的、卫生的、可用于农业生产的产物。然而,60%的总氮会以多种形式损失,从而降低堆肥产品的肥效并增加有害气体的释放,如:N2O,NH3等。反硝化作用对堆肥过程中氮素的循环起着至关重要的作用。微生物在含氧量较少或厌氧条件下,通过相应的酶催化还原反应将氮氧化合物NO3-,NO2-分别还原成NO、N2O和N2等气态氮而损失掉,降低了堆肥产品的肥效和质量。其中N2O既可作为硝化过程中的中间产物而释放出来,也可作为反硝化的副产物而释放出来。N2O作为大气层中一种重要的微量气体,通过吸收红外辐射而产生的温室效应是CO2的298倍,其占人为温室气体排放总量的7.9%并且以每年0.26%的速度增长。此外,N2O可以与消耗臭氧层中的O2与之反应生成NO,从而损耗臭氧层。本文采用模拟农业废物好氧堆肥的方法进行堆肥,通过对堆肥全过程中理化参数的测定可以看出:堆肥高温期从第4天持续到了第13天,总共超过10天,堆体最高温度为55.6 oC,满足了杀灭病原菌及堆肥达到腐熟的要求。WSC从最开始的2226.8 mg/kg增加到第3天的2466.7 mg/kg,随后持续减少直至堆肥结束为1042.7 mg/kg。堆肥含水率在前4天维持在60%左右,但随着堆肥进行,其含水率从67%降到了47%。在堆肥前期堆体p H值有所上升,之后p H逐渐下降。NH4+-N含量在堆肥初期迅速增加并在第4天达到最大值1211.5 mg/kg,之后逐渐减少,堆肥末期其含量为395.8 mg/kg。NO3--N的含量在堆肥前期较低,且呈现下降趋势,第9天时达到最小值377.6 mg/kg,堆肥结束时其含量为953.0 mg/kg。荧光定量PCR结果显示:三种基因存在于本堆肥实验的整个过程,且均在降温期与腐熟期呈现出更高的基因丰度,而在升温期与高温期基因丰度都相对较低,三种基因的平均丰度水平按大小排列为:nos Z>nir K>nir S。借助荧光定量PCR分析技术对堆肥过程中的反硝化功能基因nir K、nir S及nos Z的基因丰度进行测定,采用SPSS数据统计软件,首先对堆肥理化参数,如:温度含水率、水溶性有机碳(WSC)、p H、含水率等参数,与反硝化功能基因丰度进行相关性分析,然后根据相关性分析结果挑选出与基因丰度显著相关的环境因子与相对应的基因丰度进行基于回归分析的曲线估计,得出最适合的模型。从分析结果可以看出:nir K基因丰度只与堆体温度之间存在显著线性相关,两者之间符合二次曲线模型;nir S的基因丰度与堆肥温度(直线模型)、NH4+-N(直线模型)、NO3--N(逆相关模型)以及p H(二次曲线模型)之间存在显著的线性相关;nos Z的基因丰度与p H(二次曲线模型)和WSC(直线模型)之间存在着显著相关性。