畜禽粪便堆肥中厌氧氨氧化作用的研究综述

孙瑜; 马佳新; 颜凡超; 周熙然; 杨海霞; 韩富超; 王海滨; 尹心如

doi:10.19720/j.cnki.issn.1005-9369.2026.04.015

东北农业大学学报 ›› 2026, Vol. 57 ›› Issue (4) : 164 -175. DOI: 10.19720/j.cnki.issn.1005-9369.2026.04.015

畜禽粪便堆肥中厌氧氨氧化作用的研究综述

孙瑜, 马佳新, 颜凡超, 周熙然, 杨海霞, 韩富超, 王海滨, 尹心如

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摘要

堆肥是畜禽粪便资源化的主流技术。氮素保留是堆肥中的瓶颈问题，其中厌氧氨氧化作用作为氮循环的关键途径，导致氮素损失并制约堆肥品质。文章系统综述了厌氧氨氧化作用的反应机制、底物多样性及其对氮素保留的调控意义。厌氧氨氧化反应贯穿堆肥全过程，尤其在局部厌氧微环境中活跃。其过程由亚硝酸盐还原酶、联氨合成酶和联氨脱氢酶催化，中间产物包括联氨和一氧化氮，最终产物为N₂。羟胺也作为厌氧氨氧化反应的中间产物参与该过程。堆肥中厌氧氨氧化反应底物来源多样，除直接利用NH₄⁺和NO₂^-外，还可通过短程反硝化和异养硝化间接利用NO₃^-及有机氮，形成多途径底物供给体系。针对厌氧氨氧化过程的调控，是减少堆肥氮素损失、提升堆肥产品品质的重要操作。通过优化堆体微环境、原料特性及过程控制等关键参数，可有效影响厌氧氨氧化反应进程、减少氮素流失、提高堆肥产品的氮含量和肥效。厌氧氨氧化过程不产生氧化亚氮，有助于减少温室气体排放，提升堆肥的环境友好性。因此，协调厌氧氨氧化作用与短程反硝化、异养硝化等多过程的耦合关系，寻找不同过程耦合之间的平衡点，可在最小化氮素流失的前提下，构建多路径协同的氮素转化网络。一方面保证温室气体排放得到最低限度的控制，另一方面在进一步提高堆肥质量的同时，确保其环境安全性。研究旨在完善堆肥氮循环理论体系，为堆肥过程中氮素定向保留与品质提升提供科学依据。