传统池塘养殖由于大量投饵施肥,其残饵以及养殖对象的排泄物等会转化为的亚硝酸盐、氨氮和硫化氢等化合物,不仅污染养殖水体,还会直接危害养殖对象。池塘养殖沉积物是池塘生态系统的重要组成部分,沉积物在养殖池塘中积累,一方面可以贮存氮、磷等富营养物质,形成营养“陷阱”,另一方面沉积物会影响池塘养殖的水质,恶化水体,增加养殖动物的发病机会。目前,脱氮已经成为污水处理的重点,相应的生物脱氮研究也成为热点,已经发现的生物脱氮过程主要包括反硝化（Denitrification）、厌氧氨氧化（Anaerobic ammonium-oxidizing,Anammox）。池塘养殖环境中氮循环的主要包括固氮、氨化、硝化、反硝化以及厌氧氨氧化作用,微生物在氮循环中起着主要作用。多数研究表明,反硝化和厌氧氨氧化是池塘脱氮的主要方式,而氮底物（亚硝态氮）浓度、碳源浓度和温度是影响脱氮作用的的主要因子。因此研究主要因子对池塘养殖沉积物中反硝化和厌氧氨氧化作用及其微生物的影响,对于解决养殖生态环境问题具有重要意义。为掌握影响池塘沉积物中反硝化和厌氧氨氧化的主要因子的影响特征,采用TOC分析仪、紫外分光光度仪等仪器和荧光定量PCR、高通量测序、构建基因克隆文库等技术以及16S rRNA菌种鉴定技术,研究了氮底物（亚硝态氮）浓度、碳源浓度和温度对样品厌氧氨氧化及反硝化作用及微生物活性、脱氮效率等的影响,并运用统计学方法,分析了影响厌氧氨氧化及反硝化作用及微生物活性的参数范围。主要研究结果如下:1、有机碳对沉积物中NO₂^--N及NO₃^--N的去除、反硝化菌丰度具有明显的促进作用。在淀粉浓度150?mg·L^-1时对NO₂^--N、NO₃^--N的去除效率最高,分别达98.90%、99.86%;而不添加淀粉对NO₂^--N、NO₃^--N的去除效率仅分别为86.25%、79.22%;实验发现,在淀粉浓度为150?mg·L^-1时,反硝化菌的生物量最大,增长最快。研究还发现,添加淀粉浓度为50?mg·L^-1时,NH₄⁺-N的去除效率最大,随着淀粉浓度的增加NH₄⁺-N去除效率依次减小。厌氧氨氧化菌在不添加淀粉时呈现缓慢增加趋势,添加不同浓度淀粉后厌氧氨氧化菌丰度总体呈下降趋势。有机碳对反硝化菌的多样性以及物种丰富度的增加具有显著的促进作用,其中未分类和β-变形菌属反硝化细菌在养殖沉积物中占有优势地位。2、温度对NO₂^--N、NO₃^--N、NH₄⁺-N的去除具有一定的影响作用。其中,NO₂^--N的去除率随温度升高不断增加,在28℃时达到最高为99.42%;NO₃^--N的去除效率与NO₂^--N的去除效率相同,在温度为28℃时NO₃^--N的去除效率为88.56%,120h后,NO₃^--N的含量低于1 mg·L^-1,而在其他温度梯度下NO₃^--N的含量均高于1mg·L^-1。NH₄⁺-N的去除率在相同温度下小于NO₂^--N、NO₃^--N的去除率,但随着温度的升高其去除率不断增加,在34℃时最高,达47.31%。期间反硝化菌的丰度明显高于厌氧氨氧化菌。3、亚硝酸盐对NO₂^--N、NO₃^--N、NH₄⁺-N的去除有一定的促进作用,NO₂^--N的去除率随亚硝酸盐浓度的增加而不断增加,在亚硝酸盐浓度为150 mg·L^-1时,去除率最高为99.39%;NO₃^--N的去除效率与NO₂^--N类似,在亚硝酸盐浓度为150 mg·L^-1时,去除率最高达87.53%;随着亚硝酸盐浓度的不断增加,NH₄⁺-N的去除率随之增加,在亚硝酸盐浓度为300 mg·L^-1时,去除率达到最高的47.5%。此时反硝化菌的丰度明显高于厌氧氨氧化菌。4、分别在反硝化和厌氧氨氧化装置中,研究了有机碳、温度和亚硝酸盐的同步反应条件,发现在反硝化装置中NO₂^--N的去除效率为99.82%,NO₃^--N的去除效率为86.10%,NH₄⁺-N的去除效率为45.74%,TOC的去除效率为70.76%,反硝化细菌的生物量为2.43×10¹11 copies·g^-1,厌氧氨氧化菌的生物量为6.16×10⁸copies·g^-1;其中Betaproteobacteria纲是最优势的类群,属水平包括Dechloromonas,Burkholderiaceae,Thiothrix,Thauera,Azoarcus,Brachymonas,Azospirillum属等。在厌氧氨氧化装置中NO₂^--N、NO₃^--N、NH₄⁺-N、TOC的去除效率依次为97.99%、93.05%、54.92%、58.82%,反硝化细菌和厌氧氨氧化菌的总丰度分别为2.04×10¹¹copies·g^-1、9.49×10⁸ copies·g^-1,其中优势种群为Candidatus brocadia。结果显示,反硝化装置中NO₂^--N和TOC的去除效率和反硝化细菌丰度明显高于厌氧氨氧化装置,厌氧氨氧化装置NO₃^--N和NH₄⁺-N的去除效率和厌氧氨氧化菌丰度明显高于反硝化装置。在适宜反硝化的有机碳、温度和亚硝酸盐条件下,反硝化装置中的反硝化效率较高,反硝化细菌的多样性水平相对较高;在合适厌氧氨氧化条件下,厌氧氨氧化装置中的氨氧化反应明显,厌氧氨氧化菌的菌群多样性水平相对较高。以上研究结果为调控池塘养殖沉积物中的反硝化和厌氧氨氧化提供了理论依据。