近日,中国热科院橡胶所新型肥料研究团队在改性生物炭对鸡粪和甘蔗渣联合好氧堆肥中的温室气体减排、氮素转化及生态效率评估方面获得新进展。该研究通过将不同类型改性生物炭引入到农业废弃物好氧堆肥体系,系统评估其在温室气体减排和氮素转化路径优化方面的作用,并结合生态效率评价,提出最优改性策略,研究结果为农业废弃物污染减控与循环利用提供了理论依据和技术支撑。
好氧堆肥过程中,温室气体排放是影响其环境效益的关键因素,而改性生物炭的添加可有效优化堆肥微环境,减少碳排放并促进氮素保留。该研究发现,氧化镁改性生物炭可使NH3排放量显著减少66.31%,堆肥产物氨基酸氮显著增加75.72%,氨基糖氮增幅高达1516.02%。硅酸钠改性处理可使氨基酸氮增加66.81%,氨基糖氮增加253.53%。Mantel test分析表明,Luteimonas、Pericitalea 和 Taibaiella 等关键菌属与铵态氮及有机态氮含量呈显著相关,改性生物炭通过调控功能微生物进而优化氮素循环。生态效率分析表明,氧化镁改性生物炭处理在综合生态效益(温室气体减排、氮保留和经济性)中表现最优。
论文研究概要图和不同改性生物炭对堆肥微生物群落的影响
相关研究成果以“Engineered biochar amended co-composting for greenhouse gas mitigation, nitrogen conservation, and eco-efficiency assessment”为题发表于《Journal of Environmental Chemical Engineering》。中国热科院橡胶研究所黄艳艳和西北农林科技大学博士研究生杨旭为论文共同第一作者,橡胶研究所林清火研究员为通讯作者,西北农林科技大学李荣华教授为论文共同通讯作者,李建宏副研究员、杨红竹实验师等参与了研究。该项工作得到国家重点研发计划(2023YFD1901403)、热科院创新团队(NO.CATASCXTD202303)、海南省农业环境污染治理 (NWZL2017001)等项目资助。
论文链接 :https://doi.org/10.1016/j.jece.2025.118104