作物秸秆材料处理养殖废水中氮的周年去除效果及其对氮循环微生物丰度的影响

摘要

基于前期研究,利用秸秆材料处理养殖废水,能够有效降低养殖废水中氮的浓度,但周年去除效果及其对氮循环微生物丰度的影响尚不清楚.设置麦秸、玉米秆、稻草和空白对照这4个处理,试验周期为1 a,研究秸秆材料处理养殖废水中氮的周年去除效果及其氮循环微生物功能基因丰度动态变化.结果表明:①3种作物秸秆对养殖废水TN和NH_(4)^(+)-N等主要污染物的去除效率均以前6个月为最佳,后6个月去除效率明显下降;稻草及麦秸对TN和NH_(4)^(+)-N的周年去除效果较好,其中稻草和麦秸对TN去除率分别为(32.81±11.34)%和(32.99±9.60)%,对NH_(4)^(+)-N去除率分别为(35.3±13.23)%和(34.97±12.00)%;②添加秸秆材料生物基质消纳系统中氮循环微生物功能基因nirK、nirS和hzsB基因丰度为6.45×10^(9)、6.18×10^(9)和2.31×10^(9)copies·L^(-1),AOA和AOB基因丰度分别为6.12×10^(10)copies·L^(-1)和4.93×10^(9)copies·L^(-1);16S rRNA高达8.90×10^(10)copies·L^(-1),均显著高于空白处理(P<0.05).其中添加稻草和麦秸处理中hzsB基因和nirS基因丰度相对较高,表明添加稻草和麦秸显著增强了生物基质消纳系统厌氧氨氧化和反硝化微生物作用.同时,相较于其他处理,添加麦秸增加了生物基质池AOA和AOB基因丰度,表明麦秸能够促进生物基质消纳系统的硝化作用.以上研究结果为秸秆材料处理养殖废水中氮去除分子机制提供了数据支撑.