堆肥是通过微生物代谢降解农业废弃物的有效方法。生物炭可以通过其特殊物理结构调节堆肥理化性质,减少氨损失及提高堆肥中微生物的丰度和活性。固氮微生物可将空气中的分子态氮进行固定生成氨,不仅可以增加环境中的氮源,同时会影响其他氮转化过程。然而,目前关于固氮微生物的研究多集中在土壤生态系统中,关于堆肥中尤其是生物炭影响下堆肥中固氮微生物及及其在氮素转化中作用的研究较少,不利于全面理解堆肥氮转化的过程。本研究以牛粪和玉米秸秆为原料,添加水稻秸秆生物炭（添加量10%）进行堆肥,通过高通量测序分析nif H型固氮微生物的多样性和群落结构,研究生物炭对堆肥过程中固氮微生物动态、固氮微生物菌属与堆肥理化性质的相关性的影响,探讨生物炭对影响氮转化的关键固氮微生物的作用。旨在为进一步丰富对堆肥氮素循环的理解及改进堆肥技术提供理论依据。主要研究结果如下:（1）生物炭促进了堆肥中氮转化,改变了堆肥理化性质。与对照堆肥（Control check,CK）相比,生物炭堆肥（Biochar composting,BC）中铵态氮（NH₄⁺-N）浓度下降22.94%、硝态氮（NO₃^--N）浓度下降39.54%、总氮浓度提高17.37%。生物炭显著提高堆肥升温期及降温腐熟期的p H,提高了腐殖酸含量和种子发芽指数。（2）堆肥过程中,固氮菌数量变化呈先下降后上升的趋势,高温显著抑制固氮微生物的活性。生物炭能够促进固氮微生物的生长繁殖,堆肥结束时,生物炭堆肥（BC）中固氮微生物数量与对照堆肥（CK）比提高了41.03%。（3）堆肥中固氮微生物群落多样性呈下降趋势,生物炭提高了升温期和降温腐熟期的固氮微生物多样性。门水平上,变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）和厚壁菌门（Firmicutes）是两组堆肥中的优势菌群,生物炭增加了放线菌门在高温期的相对丰度,提高了堆肥结束时厚壁菌门的相对丰度。属水平上,嗜冷杆菌（Psychrobacter）和链霉菌（Streptomyces）是两组堆肥初始的优势菌属,嗜冷杆菌、链霉菌、缓生根瘤菌（Bradyrhizobium）和固氮螺菌（Azospira）是升温期的优势菌属;高温期两组堆肥的优势菌属包括链霉菌和缓生根瘤菌;固氮菌（Azotobacter）和固氮弧菌（Azoarcus）是对照堆肥（CK）后期的优势菌属,缓生根瘤菌、固氮弧菌、梭状芽孢杆菌（Clostridium）、假单胞菌（Pseudomonas）和假黄色杆菌（Pseudoxanthomonas）是生物炭堆肥（BC）后期的优势菌属。生物炭显著改变了堆肥降温腐熟期固氮微生物群落结构。（4）曼特尔检验（Mantel Test）和偏曼特尔检验（Partial Mantel Test）表明,生物炭堆肥（BC）中NH₄⁺-N（R=0.676,P<0.001）、温度（R=0.264,P<0.05）、NO₃^--N（R=0.210,P<0.05）、含水率（R=0.164,P<0.05）与固氮微生物演替显著相关,对照堆肥（CK）中NH₄⁺-N（R=0.416,P<0.001）、含水率（R=0.242,P<0.05）和p H（R=0.166,P<0.05）与固氮微生物群落结构变化显著相关;生物炭提高了温度、NH₄⁺-N和NO₃^--N与固氮微生物群落结构的相关性。斯皮尔曼相关系数（Spearman’s rank correlation coefficient）分析表明,生物炭提高了假黄色杆菌与NH₄⁺-N、NO₃^--N及总氮的相关性,降低了嗜冷杆菌、缓生根瘤菌和固氮菌与NH₄⁺-N及NO₃^--N间的相关性,提高了链霉菌、固氮螺菌和固氮弧菌与总氮的相关性。（5）通过逐步回归（Stepwise regression）、通径分析（Path analysis）和斯皮尔曼分析得到影响氮转化的关键固氮微生物菌群。红假单胞菌（Rhodopseudomonas）是预测对照堆肥（CK）中NH₄⁺-N转化的最佳固氮微生物,假黄色杆菌是影响生物炭堆肥（BC）中NH₄⁺-N转化的关键固氮微生物;梭状芽孢杆菌和缓生根瘤菌分别影响对照堆肥（CK）中NO₃^--N的积累和消耗,甲基孢囊菌（Methylocystis）和固氮螺菌是同时影响生物炭堆肥（BC）中NO₃^--N和总氮消耗的关键固氮微生物。生物炭改变了影响堆肥中氮转化的关键固氮微生物菌属,能够以固氮微生物为媒介调节堆肥中NH₄⁺-N和NO₃^--N的转化。