有機廢棄物好氧堆肥系統中氨氧化微生物的研究進展

杜雪晴，廖新俤，2＊，吳銀寶，2，陳 偉

（1.華南農業大學動物科學學院，廣東廣州510642；2.華南農業大學農業部生態農業重點開放實驗室，廣東廣州510642）

好氧堆肥是一種對有機物廢棄物進行資源化、無害化和穩定化處理的經濟高效的方法［1］，目前已在農業固體有機廢棄物如農作物秸稈、養殖畜禽糞便、病死動物尸體等，以及城市生活垃圾如餐廚垃圾、城市污泥等的處理中得到廣泛應用。但好氧堆肥過程會造成不同程度的氮素損失［2－3］，一般氮素損失量約為初始總氮的16%～76%［4］，其損失途徑包括氨氣揮發、氧化亞氮和氮氣排放、淋溶等形式，其中以氨氣揮發形式損失的氮素可達氮素總損失量的44%～99%［3］，特別是在含氮較高的畜禽糞便堆肥中損失更嚴重。氮素損失不僅降低了堆肥的農用價值，而且會對環境產生二次污染，產生臭氣和溫室氣體的排放、酸雨、土壤富營養化等環境問題。

研究有機廢棄物堆肥過程中的氮素轉化機制及相關微生物，有助于減少好氧堆肥過程中的氮素損失及溫室氣體排放。近年來，關于自然界氮素循環的研究取得了重要的進展，氮循環主要包括固氮作用、硝化作用、反硝化作用和氨化作用4個過程［5］，堆肥過程中含氮有機物易于被微生物分解轉化為銨態氮（NH4＋），銨態氮被氧化為亞硝態氮（NO2－ ），再進一步氧化為硝態氮（NO3－ ）完成硝化作用［6］。Matsuno等［7］分析76個土壤樣品的氮素循環，都觀察到NH4＋的聚集，但NH4＋→NO2－ 比NO2－ →NO3－要緩慢，是由于亞硝態氮極不穩定，易被氧化為硝態氮，因此氨氧化是硝化作用的關鍵限速步驟［8］。……