畜禽粪便堆肥化过程是一个以微生物为主要驱动力的生化过程,通风量是影响堆肥化过程的重要因素之一。氨氧化细菌、氨氧化古菌和反硝化细菌等是参与堆肥氮循环的重要微生物类群,通风量的变化可以影响它们的多样性和丰度而影响堆肥化过程中的氮循环过程及氮素损失。本试验以牛粪和草坪草为原料,设置不同通风量处理和变量通风处理两个堆肥实验。不同通风量处理试验设置为:对照CK:0 L·min-1·kg-1 TS,处理TF1:0.05 L·min-1·kg-1 TS和处理TF4:0.2 L·min-1·kg-1 TS。变量通风试验处理设置为:处理A,整个过程不通风;处理B,通风量为0.2 L·min-1·kg-1 TS;处理C,前14d不通风,15-56 d通风量0.2 L·min-1·kg-1 TS;处理D,前14 d通风量为0.2 L·min-1·kg-1 TS,15-56 d不通风。探讨通风量对堆肥过程中微生物多样性、amoA和nirK基因及氮素转化的影响,揭示氨氧化菌群对氧浓度变化的响应机制。结果表明,TF4、TF1和CK处理≥50℃的高温期分别维持了5d、9d和0d,最高温度分别为60℃、63.5℃和42℃,通风处理显著提高温度和高温持续时间。高温期,通风处理中的氧气含量氧气浓度差异显著。通风能提高氨氧化潜力。高温期,氨气的挥发随通风量增大而增加。通风处理显著提高硝态氮和总氮的含量,但TF4与TF1处理间差异不显著。氮素损失与通风量大小呈正相关。不同处理间的微生物多样性显著差异。在所有样品序列中优势细菌及比例为Bacteroidetes 31.5%、Proteobacteria 25.6%、Firmicutes 13.8%等。高温期,通风处理的Bacteroidetes丰度显著低于对照,Proteobacteria在CK样品中的丰度高于其他样品;优势真菌类群为Ascomycota;在高温期、降温期中,Ascomycota丰度随着通气量增大而增大。在不同通风量处理的堆肥化过程中的环境因子中,与细菌菌群结构变化相关性最大的因素是铵态氮,其次是温度;与真菌菌群结构变化相关性最大的因素是通风量,其次是总有机碳。在堆肥样品中AOA优势的类群为Crenarchaeota,在通风处理中Crenarchaeota丰度随通风量增加而增大。AOB优势的类群为Nitrosomonas和Nitrosospira,在通风处理中,Nitrosospira的丰度始终大于Nitrosomonas。与AOA菌群结构变化相关性最大的因素是通风量,其次是含水率;与AOB菌群结构变化相关性最大的因素是含水率,其次是氧气。通风处理显著地降低样品中nirK基因多样性和数量,减少反硝化作用造成的氮素损失。TF1处理的amoA基因的数量增加显著,但在高温期、降温期和腐熟期,由于高浓度氧气抑制,TF4处理的AOA amoA基因数量较CK低。TF4处理的AOB amoA基因数量,在腐熟期数量也较低。AOB amoA基因数量与环境因子铵态氮相关性最大,其次是堆体温度。AOA amoA基因数量与堆体温度相关性最大,其次是铵态氮。在变量通风堆肥化过程中,A、B、C和D各处理≥50℃的高温期分别维持了8d、9d、8d和9d,处理B和D首先进入高温期,并且最高温度高于处理A和C,通风处理有助于提高温度和高温持续时间,但14d后通风却加快降温。前14d,通风处理B和D与不通风处理A和C中O2含量差异显著,14d后,通风量显著地影响氧气浓度。高温期,通风处理B和D的氨气挥发速率较不通风处理A和C高。通风能提高总氮含量,但通风处理间差异不显著。通风能提高氨氧化潜力。氮素损失与通风时间和通风量呈正相关,通风时间越长或通风量越大则氮素损失越多。堆肥前期,由于高温抑制amoA基因数量变化不显著。变通风后,处理C的AOA amoA基因数量增长。28d后,AOB amoA基因数量:处理B>处理C>处理D,与通风时间呈正相关。在所有样品中AOA amoA基因数量总数大于AOB,说明AOA对氧气的需求小于AOB。适当的通风能提高amoA基因数量。氨氧化潜力与AOA和AOB amoA基因数量呈正相关;氧气是影响AOB amoA基因数量的最显著因素,其次是总氮;硝态氮是影响AOA amoA基因数量的最显著因素,其次是氧气。综上所述,通风量越大或通风时间越长,氮素损失越多;不同通风量对堆肥化过程中的氨氧化细菌、氨氧化古菌和反硝化细菌等多样性和amoA和nirK基因的数量变化有显著的影响;通过研究通风量对堆肥化过程中微生物菌群及氨氧化活性的影响,能为增加堆肥氮素含量,减少氮素损失,提高堆肥品质等提供理论指导。