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堆肥是有效处理农业废物的生物技术之一,通过堆肥技术将稻草秸秆制成有机肥是解决秸秆过剩的有效手段。堆肥过程中的氮素损失及其控制受到了国内外越来越多学者的关注,反硝化作用是造成堆肥化过程氮素损失的重要原因之一。堆肥添加剂常被用于控制堆肥过程氮素损失。多数国内外关于堆肥过程中控制氮素损失研究多关注其效果,但是较少涉及控制措施所导致的堆肥过程中氮素转化微生物的动态变化,因此揭示堆肥过程中氮素转化微生物学机理对开发新型高效堆肥保氮技术具有重要的指导作用。硝化抑制剂是一类化合物,因其对氮素转化的调节作用被广泛应用到土壤中用以提高氮肥的利用效率。近年来有学者研究在堆肥中添加硝化抑制剂作为调节氮素转化、减少氮素损失的措施,但关于硝化抑制剂对堆肥系统中反硝化微生物的影响还没有得到深入的研究。本试验以秸秆等农业废物为主要原料,添加硝化抑制剂双氰胺(Dicyandiamide,DCD)进行静态好氧堆肥试验,设置相同堆肥条件不添加DCD作为空白对照,分析了堆肥过程中各个时期不同处理的p H值、NH+4-N浓度、NO-3-N浓度和水溶性有机碳(WSC)理化参数的变化趋势,并应用实时定量聚合酶链式反应(real-time q PCR)技术对参与反硝化过程的功能基因(nir K、nir S和nos Z)丰度随时间的变化情况进行了研究。结果表明,添加DCD明显地改变了堆肥过程的氮素转化,两组堆肥样品的pH值、NH4+-N浓度、NO3--N浓度有显著差异(p<0.001),WSC的降解过程受DCD的影响较小。nir K基因对DCD的响应最显著,DCD处理组的nir K基因丰度在整个堆肥过程中都维持在较低的水平,明显低于对照组。两组堆肥样品的nir S和nos Z基因在不同的时期达到峰值,且随时间变化明显。通过冗余分析得出DCD是影响nir K基因丰度的显著因子,WSC和NO-3–N浓度对反硝化基因丰度有着显著的影响(p<0.05)。两组堆肥样品性质的差异是造成反硝化功能基因nir S和nos Z丰度变化的一个重要原因。