延长高温期促进真菌-细菌协同作用提升分批投料堆肥腐殖化效率

【编辑推荐】针对传统堆肥高温期短（5-7天）导致有机物降解不彻底的问题，北京科学技术研究院团队创新性采用分批投料堆肥（BFC）技术，通过延长高温期至25天，揭示真菌（如Geotrichum）与细菌（如Bacillus）协同驱动木质素解聚和腐殖质（HS）合成的机制。研究发现K4处理HS含量最高（298.6 mg/g），但K2因平衡的胡敏酸/富里酸比值（2.11）和发芽指数（90%）实现最佳腐熟度，为社区餐厨垃圾处理提供优化策略。

　　

餐厨垃圾占全球生活垃圾30%以上，传统堆肥技术因高温期短暂（仅5-7天）导致有机物降解不彻底，腐殖质形成效率低下。北京科学技术研究院团队在《Environmental Research》发表研究，通过创新性分批投料堆肥（Batch-Fed Composting, BFC）技术，将高温期延长至25天，系统解析了真菌与细菌在极端温度下的协同机制。

研究采用三组不同投料量（K2:2 kg/d、K3:3 kg/d、K4:4 kg/d）处理北京昌平区餐厨垃圾与木屑混合物，结合温度监测、腐殖质组分分析、微生物群落测序及结构方程模型（SEM）等技术。关键发现包括：

1. 理化性质
所有处理均突破传统四阶段模式，直接进入持续高温期（45.2-63.1°C）。K4的腐殖质总量最高（298.6 mg/g），但K2因胡敏酸/富里酸（HA/FA）比值2.11和发芽指数90%表现最优，而K4出现植物毒性升高现象。

2. 微生物协同机制
网络分析显示K2组94%为正相互作用，嗜热真菌（如Geotrichum）与细菌（如Bacillus）形成功能模块：真菌分泌木质素过氧化物酶启动芳香环裂解，细菌接力完成小分子聚合。结构方程模型证实真菌是腐殖质合成的核心驱动力（路径系数0.82）。

3. 投料负荷的权衡效应
K4的高负荷虽加速木质纤维素降解，但导致微生物竞争加剧（负相互作用占比升至28%），而K2的适度投料维持了群落稳定性，验证了"腐殖质积累-植物毒性安全"的平衡阈值。

该研究首次阐明延长高温期通过重构微生物互作网络，使嗜热真菌突破生存限制，与细菌形成代谢分工。BFC技术将传统2-3个月的腐熟周期大幅缩短，为社区级餐厨垃圾处理提供可推广方案。作者指出未来需优化投料策略以兼顾效率与安全性，这项成果为全球可持续废弃物管理提供了微生物组层面的理论支撑。