好氧堆肥是无害化和资源化处理畜禽粪便的主要技术。但是,传统好氧堆肥中存在着温室气体排放显著、氮素损失严重和腐殖化程度低等问题,这些在降低堆肥产品农用价值的同时,极易对环境造成二次污染。近年来,矿物材料因其疏松多孔的结构、稳定的化学性质、较强的吸附能力和廉价易得等特点已被用于调控堆肥微环境,促进堆肥进程和减少堆肥造成的潜在环境风险。然而,目前关于矿物材料对好氧堆肥影响的相关研究报道较少且具体作用机制尚不明确。因此,探究矿物材料的种类并研究其对好氧堆肥的影响机制,仍是当前好氧堆肥技术调控的研究热点之一。基于此,本文以畜禽粪便为堆肥原料,锯末/麦糠为调理剂,通过好氧堆肥试验方法,探究了有机膨润土、电气石和硅藻土对好氧堆肥过程的影响机制。研究内容如下:（1）有机膨润土、电气石和硅藻土对堆肥中温室气体减排、氮素保留和腐殖化进程的影响及作用机制;（2）基于对有机膨润土、电气石和硅藻土在堆肥中的应用效果、结构特征和应用成本比较分析,寻求工程实践中应用潜力最大的矿物材料;（3）通过宏基因组学探究矿物材料对堆肥中微生物群落结构、代谢路径及相关功能基因的影响,揭示其对好氧堆肥的生物影响机制,并结合盆栽试验评价其作为堆肥添加剂的合理性。主要研究结论如下:（1）在畜禽粪便好氧堆肥中添加有机膨润土、电气石和硅藻土可增加堆体孔隙度,改善通气条件,抑制堆体中心厌氧环境的形成,从而使得CH4排放量分别减少了12.14%-32.78%、7.64%-43.95%和14.92%-23.61%;N2O排放量分别减少35.23%-58.77%、69.79%-87.47%和14.35%-73.23%。相较于有机膨润土和硅藻土,电气石对温室气体减排的效果最为显著,这主要归因于不同矿物材料存在不同的微观结构。此外,添加有机膨润土、电气石和硅藻土使得堆肥中温室气体二氧化碳当量值分别减少了11.12%-39.32%、58.47%-76.13%和21.10%-72.31%,显著降低了堆肥对环境造成的潜在风险。（2）与对照相比,添加有机膨润土、电气石和硅藻土可使畜禽粪便好氧堆肥中的NH3排放量分别减少5.63%-33.11%、22.88%-34.76%和8.63%-35.29%。通过路径分析,结合有机氮组分对NH4+-N形成过程产生的总影响可知:畜禽粪便好氧堆肥中的NH4+-N主要来源于氨基糖态氮的分解,而电气石的添加促进了NH4+-N向有机铵态氮和水解未定义氮的转化,添加硅藻土则促进了NH4+-N向氨基酸氮和水解未定义氮的转化,从而减少了NH3挥发。（3）有机膨润土、电气石和硅藻土丰富的孔隙结构和巨大的比表面积可为微生物生长代谢提供充足的氧气和附着位点,从而促进碳水化合物、脂肪族和多糖类等易降解有机物的降解和稳定腐殖物质的形成。与对照相比,在添加有机膨润土、电气石和硅藻土处理中,胡敏酸含量增加了11.71%-27.08%、5.71%-9.76%和9.00%-18.42%。紫外-可见光谱、发射荧光光谱、同步荧光光谱、三维荧光光谱和傅里叶红外光谱等分析也进一步证实,在堆体中添加矿物材料可增加芳香族物质的含量。（4）有机膨润土、硅藻土和电气石均可用于优化堆肥微环境,减少温室气体排放、增加氮素保留和提高堆肥腐殖化程度。然而由于矿物材料结构和特性不同,其对好氧堆肥的作用效果也存在差异。电气石对温室气体的减排作用优于其他两种矿物材料,硅藻土有利于减少氮素损失,有机膨润土可显著提高堆体的腐殖化程度。综合分析比表面积、孔隙、减排效果和应用成本等因素,矿物材料的应用潜力从大到小依次为:硅藻土＞有机膨润土＞电气石,表明硅藻土在好氧堆肥工程中的应用潜力最大,且最佳添加剂量为10%。（5）与对照相比,堆体中添加10%硅藻土可显著增加堆肥初期的变形菌门（Proteobacteria）和拟杆菌门（Bacteroidetes）的相对丰度,分别为50.98%和12.73%。添加硅藻土使得堆肥碳水化合物和氨基酸的代谢丰度高于对照组,证明了添加硅藻土可促进纤维素、半纤维素的降解和胡敏酸的合成。较高的甲烷代谢丰度主要发生在堆肥初始阶段,这与CH4排放趋势相一致。与此同时,添加硅藻土有利于削减与N2O排放相关的反硝化基因的丰度（nar G、nos Z、nir S和nir K）,从而减少了N2O的产生与排放。结合相关盆栽试验结果可知,贫瘠土壤施入堆肥可促进生菜生长（生物量、株高和叶绿素）,且添加硅藻土对植物生长无明显抑制作用。综上,矿物材料疏松多孔的结构可加快氧气的扩散和流通,抑制产甲烷菌的活性,削弱反硝化功能基因的丰度,从而减少CH4和N2O释放;矿物材料表面的负电荷有利于吸附NH4+-N,并促进其向氨基酸氮和水解未定义氮的转化,进而减少NH3挥发;此外,矿物材料巨大的比表面积可为微生物代谢提供附着位点,改善其群落结构和代谢路径,从而促进有机质降解和腐殖化进程;且硅藻土的应用潜力显著优于有机膨润土和电气石。