好氧堆肥是处理污泥、秸秆等有机固体废物并使之资源化的一项重要技术。抗生素抗性基因（ARGs）等新型污染物的存在及其潜在风险对污泥堆肥及资源化利用提出了更高要求。无论是从有机固体废弃物资源化的角度考虑,还是从减少固体废弃物环境污染的问题出发,以农业废弃物添加对污泥堆肥的腐熟效果,及其堆肥、产物利用过程ARGs传播问题都值得关注。本论文从传统农业废弃物与污泥堆肥腐熟效果较差这一实际问题出发,拟开展以秸秆基质协同污泥堆肥的效果评价,并揭示好氧堆肥过程中ARGs削减的关键因素,同时阐明秸秆基质协同污泥堆肥产物利用过程中ARGs在土壤—植物体系传播风险及驱动机制。主要研究结论如下:1、运用发酵基质返混实现秸秆好氧堆肥快速运行。秸秆基质返混堆肥的温度在初始阶段迅速上升,并于第3天进入嗜热阶段（≥45℃）且维持了5天时间,松结态胡敏酸和稳结态胡敏酸含量在腐熟阶段显著增加（P<0.05）,分别由7.72±0.31 g/kg和0.72±0.15 g/kg增加到18.64±0.05 g/kg和14.68±0.29 g/kg。秸秆基质返混堆肥过程中出现了四个优势菌门（Firmicutes,Proteobacteria,Bacteroides和Actinobacteria）。随着好氧堆肥的进行,Firmicutes相对丰度降低而另外三个优势菌门的数量却显著增加。网络分析显示,总磷较C/N和有效磷对腐殖质的影响更大。微生物群落代谢功能中,有关碳水化合物代谢和氨基酸代谢序列丰度占主导优势,且随着堆肥进行显著增加。研究结果阐明了运用发酵基质返混进行制备秸秆基质的主要微生物群落结构演替规律,并揭示了代谢功能的特征,对堆肥体系的代谢组学研究提供重要理论依据,所制成的秸秆基质产物可为本课题后续污泥堆肥提供辅助原料。2、分别采用水稻秸秆、小麦秸秆、木屑及秸秆基质对污泥进行好氧堆肥,结果表明秸秆基质与污泥协同好氧堆肥处理在实现堆肥快速运行中显著优于其它处理组,其堆温迅速上升至75℃,并维持12天的高温（≥45℃）,且堆肥产品的相对种子根长和发芽指数均大于80%。高通量测序分析显示,秸秆基质与污泥处理组的微生物群落结构与其它四组之间存在明显差异;且其理化性质与微生物多样性的相关性最为密切,表明辅料所带来的污泥堆肥理化特性差异会进一步影响到堆肥微生物群落多样性。相关分析显示,在秸秆基质与污泥协同好氧堆肥过程中的各理化指标均显著影响微生物群落多样性及生物学指标。主分量综合评价表明,秸秆基质对污泥好氧堆肥的产品的综合评分最高,是最优堆肥添加材料。这些研究结果表明秸秆基质作为污泥堆肥调节材料有利于促进污泥堆肥的腐熟及降低堆肥产物的毒性。3、尽管秸秆基质有助于促进污泥堆肥的腐熟,但污泥中含有大量的ARGs,需要在堆肥过程中得到控制。C/N在堆肥过程中发挥着重要作用,但不同C/N对堆肥过程ARGs的影响还不得而知。本研究以秸秆基质调节污泥好氧堆肥的C/N,探究了秸秆基质与污泥好氧堆肥中ARGs的变化规律及影响机制。结果表明初始C/N能够显著影响秸秆基质与污泥好氧堆肥中ARGs的消长;C/N为30:1对四环素抗性基因（tet M和tet Q）、β-内酰胺类抗基因(bla _TEM和bla _OXA)和多药排泄泵的编码基因（mex F）的相对丰度去除率分别为94.69%～95.78%,90.24%～96.20%和96.66%。相关分析显示,通过优化堆肥操作工艺的C/N（30:1）,可以延长嗜热期,不仅能降低生物可利用态重金属的含量,还有利于削减ARGs的丰度。不同初始C/N处理对堆肥微生物群落组成丰度上有显著影响。ARGs宿主菌是好氧堆肥过程中驱动ARGs传播主要因素,初始C/N的优化也可降低ARGs宿主细菌。网络分析表明,sul1、sul2和aad A1遗传信息处理、环境信息处理和新陈代谢组等代谢途径共同影响。因此,调节堆肥初始C/N能够降低生物可利用态重金属、影响微生物群落结构和相关代谢途径、实现ARGs的有效削减。研究结果可为控制污泥堆肥ARGs的传播扩散提供技术支撑。4、污泥堆肥的产物通常用于改良土壤,但因其长期土地施用会造成重金属（镉（Cd））累积,在此条件下ARGs在土壤—植物体系中的传播风险及其驱动机制鲜有报道。论文针对污泥堆肥产物改良贫瘠土壤过程中所导致ARGs在土壤—植物体系中的传播进行研究。结果显示,在堆肥产物利用中,Cd胁迫会增加非根际土壤、根际土壤及植物（小葱）内生菌中ARGs的相对丰度。土壤根际中的目标ARGs相对丰度要低于非根际土;随着Cd胁迫浓度的增加,小葱地上部分（茎和叶）目标ARGs的丰度有所增加。真菌群落组成是土壤ARGs变化的关键驱动因素。然而,内生细菌是促进植物体内ARGs传播的主要驱动因子。内生菌Sphingobacterium和Alcaligenes是ARGs在小葱内传播的潜在宿主。长期施用污泥堆肥带来的Cd累积会促进ARGs的传播,并导致小葱中ARGs丰度增加3.23倍,进而增加了ARGs向人体传播的风险。这些发现表明,施用污泥堆肥产品（造成Cd累积）,可以促进ARGs在小葱中的传播。这对评估污泥有机肥的资源化利用风险具有重要意义,为控制农业生产活动中AGRs在土壤和植物中的传播提供了重要的理论依据。综上,本研究揭示了秸秆基质返混好氧堆肥过程微生物群落结构演替特征,并证实了秸秆基质作为污泥堆肥调节材料的优越性。通过优化秸秆基质与污泥堆肥过程初始C/N削减了目标ARGs,阐明了堆肥产物利用过程中驱动ARGs在土壤—植物体系中传播的关键因子。该研究结论有助于进一步明确有机固体废弃物好氧堆肥过程中ARGs的传播扩散机制及其利用造成ARGs在土壤—植物体系中的传播风险。