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自治区农科院微生物研究所通过微生物强化处理促进农林废弃物堆肥中碳转化和高效腐殖化方面取得重要进展

时间:2025-06-25点击数:

近日,自治区农科院微生物研究所农业有机物处理与资源化利用创新团队在国际知名学术期刊《Environmental Technology & Innovation》上发表题为“Microbial inoculation influences bacterial and autotrophic community assembly in cow dung–cotton straw composting to promote carbon sequestration and humification”。的学术论文(IF=7.1/Q1)。该研究在开展农林废弃物肥料化利用中,揭示了棉花秸秆-牛粪堆肥过程中有机碳固存和腐殖酸形成的生物强化机制。

有机固体废弃物低碳生态转化与循环利用是全球性的重要议题。‌好氧堆肥是有机固体废弃物减量化、无害化与有机肥生产最主要的手段之一。腐殖质(HS)作为堆肥终端产物,在土壤肥力提升、作物抗逆增效和环境污染修复等方面发挥重要作用。然而,传统好氧堆肥过程存在物质转化效率低、腐熟周期长、产品功能弱等问题。利用微生物是强化堆肥腐殖化的有效手段,而研发高效复合功能微生物菌剂是堆肥促腐调控技术创新的重要任务。该研究通过添加微生物复合菌剂(包括鞘氨醇杆菌,克雷伯氏菌和类芽孢杆菌等),促使棉花秸秆-牛粪堆肥中有机碳和腐殖质含量分别提高了11.8 %和14.8 %,并显著增加了定向腐殖化程度(HA/TOC)。研究发现,接种增加了非生物(堆肥理化参数特征)和生物因素(碳转化相关酶活性)对细菌和含cbbL自养细菌群落的作用。TOC和HS作为微生物群落组装的主要驱动因子,它们能够通过影响含cbbL自养细菌的α多样性和关键类群来调节其群落的组装过程。此外,接种也激发了潜在功能微生物(PseudomonasParacoccusRhodospirillum)的作用,它们与有机碳保留和腐殖质的形成高度相关。该研究通过生物强化技术,促进了农林废弃物的快速稳定化和腐殖化,为其高值化利用提供了理论参考和技术模式。

自治区农科院微生物研究所为论文第一完成单位,助理研究员周留艳为论文第一作者,谢玉清副研究员和杨新平研究员为论文通讯作者。该研究得到了新疆维吾尔自治区农业科学院稳定支持项目、新疆维吾尔自治区重大科技专项等项目的支持。