【摘 要】
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好氧堆肥是畜禽粪便处理的主要手段,堆肥过程产生的氨气不仅造成氮素损失,同时污染环境。本研究拟探讨畜禽粪便中所含有的重金属铜对堆肥过程氨气产生的影响,并从微生物层面探讨其关联机制,以加深对畜禽粪便中重金属效应的认识,为堆肥氨气减排提供新思路。本研究分为两部分试验。试验一采用模拟堆肥装置探讨铜剂量对堆肥产气的效应,设置铜添加量0、30、60、100 mg/kg组,探讨堆肥21天重金属对氨气产量的影响;
【基金项目】
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国家现代农业产业技术体系建设专项资金（CARS-41）；
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好氧堆肥是畜禽粪便处理的主要手段,堆肥过程产生的氨气不仅造成氮素损失,同时污染环境。本研究拟探讨畜禽粪便中所含有的重金属铜对堆肥过程氨气产生的影响,并从微生物层面探讨其关联机制,以加深对畜禽粪便中重金属效应的认识,为堆肥氨气减排提供新思路。本研究分为两部分试验。试验一采用模拟堆肥装置探讨铜剂量对堆肥产气的效应,设置铜添加量0、30、60、100 mg/kg组,探讨堆肥21天重金属对氨气产量的影响;试验二采用现场堆肥,设置铜添加量0、100、1000 mg/kg组,探讨重金属、氨气产量和微生物三者之间的联系。主要研究结果如下:（1）在第一次模拟堆肥试验中,与CK（Control Check,0 mg/kg）组相比,堆肥过程30、60和100 mg/kg组的NH3总产量分别增加了19.78%,14.77%和20.3%（P＜0.05）,NH4+-N含量也显著高于CK组（P＜0.05）;在氨气总产量上,100 mg/kg组高于其他两个试验组。（2）在第二次现场堆肥试验中,与CK组相比,堆肥过程100 mg/kg组的NH3总产量显著增加39.88%（P＜0.05）,1000 mg/kg组的NH3总产量显著减少了23.87%（P＜0.05）。100 mg/kg组使更多NH4+-N向NH3转化,而1000 mg/kg组抑制了NH4+-N和NH3的生成。（3）在低于100 mg/kg浓度的铜胁迫下,总菌数量、抗铜基因（copA）与NH3产量变化呈现一定的正相关性。基于样品OTUs分析发现,外源添加铜对堆体中微生物群落结构影响不大。在门水平上,NH3排放量增加与变形杆菌门和放线菌门丰度的上升有关;在属水平上,NH3排放量增加与Bacillus、Limnochorda、Ammoniibacillus丰度的上升有关。综上所述,一定浓度重金属铜的胁迫下可引起鸡粪堆肥过程NH3产量增加,过高剂量的铜则会抑制NH3产生;添加100 mg/kg铜,21天堆肥NH3产量比空白组增加39.88%,而添加1000 mg/kg铜NH3产量减少23.87%。在低于100 mg/kg浓度的铜胁迫下,堆肥总菌数量、抗铜基因（copA）与NH3日产量变化呈现一定的正相关性;外源添加铜对堆体中微生物群落结构影响不大,在门水平上,NH3排放量增加与变形杆菌门和放线菌门丰度的上升有关,在属水平上,NH3排放量增加与Bacillus、Limnochorda、Ammoniibacillus丰度的上升有关。
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