Page 45 - 《华中农业大学学报（自然科学版）》2022年第4期

第 4 期 单亚静 等：耐高温纤维素降解菌对高温处理的动物尸体堆肥过程中氮素损失的影响 39

菌在繁殖过程中造成氧气减少，使得菌剂组的反硝 天和第 8天达到最高值，菌剂组的基因拷贝数是对照
化作用强于对照组。 组的 41.1%。amoA 的基因拷贝数变化说明氨氧化
由图2C可见，硝态氮含量初期较高，菌剂组和对 反应（硝化作用）主要发生在堆肥前期和中期，而堆
照组硝态氮含量分别为 140.6 mg/L 和 156.3 mg/L。 肥后期氨氧化反应较弱。对照组的narG基因拷贝数
堆肥第 5 天硝态氮含量小幅度上升可能的原因是堆 要高于菌剂组。对照组在第 8天达到最高值，极显著
肥初期温度适合硝化细菌的生长繁殖，部分铵态氮
高于菌剂组（P<0.01）。菌剂组在第 15 天达到最高
转化为硝态氮，造成硝态氮含量的升高。第 5天之后
值，与对照组差异不显著（P>0.05）。nirK 基因和
由于温度升高不利于硝化细菌的生长繁殖，硝化作
nirS 基因的拷贝数整体变化趋势为先升高后降低。
用减弱，且高温造成氮素的大量损失，硝态氮含量持
菌剂组的 nirK 和 nirS 的基因拷贝数分别在在第 8 天
续降低直至堆肥结束。最终菌剂组和对照组的硝态
和第 1 天达到最高值，极显著高于对照组（P<0.01）。
氮含量分别为64.9、81.5 mg/L，菌剂组与对照组无显
对照组在第 5 天 nirK 的基因拷贝数达到最高值，丰
著差异（P>0.05），硝态氮降低幅度分别为 53.8% 和
度显著高于菌剂组（P<0.05）。第8天nosZ的基因拷
47.9%。
贝数达到最高值，菌剂组低于对照组。第 28 天对照
2.3 氮素转化关键基因拷贝数的变化
组 nosZ 基因拷贝数显著高于菌剂组（P<0.05）。整
与氮素相关功能基因拷贝数的变化可以反映堆
个堆肥进程中对照组的 nosZ 基因拷贝数要整体要高
肥过程中氮素转化作用的强弱，与硝化/反硝化作用
相关的同一基因中拷贝数越高，表明硝化/反硝化作 于菌剂组。与亚硝酸盐还原反应相关基因（narG、
用越强。如图 3 所示，氨氧化反应相关的 amoA 基因 nirK、nirS和nosZ）的拷贝数变化，说明菌剂组降低和
在菌剂组和对照组中的基因拷贝数分别在堆肥第 1 延缓了反硝化过程。

*：与对照组的结果相比，菌剂组的结果差异显著（P < 0.05）Compared with the control group，the results of the treatment group are sig‐
nificantly different（P < 0.05）.
图2 堆肥过程中铵态氮（A）、亚硝态氮（B）和硝态氮（C）的变化
Fig.2 Changes in ammonium（A），nitrite（B），nitrate（C）nitrogen during composting
2.4 理化性质与氮素相关功能基因相关性分析 表相关性的大小，余弦值越大，相关性越大。菌剂组
分别对菌剂组和对照组的高温处理尸体堆肥的 的第 1 排序轴、第 2 排序轴的特征值分别为 0.697、
理化性质和氮素相关功能基因之间的相关性进行 0.086；对照组的第 1 排序轴、第 2 排序轴的特征值分
RDA 分析，结果见图 4。图 4中射线夹角的余弦值代 别为0.467、0.018。