近日，资源与环境学院时连辉副教授团队在《Bioresource Technology》在线发表了题为“Feedstock optimization with rice husk chicken manure and mature compost during chicken manure composting：quality and gaseous emissions”的研究论文。李明翰硕士为该论文的第一作者，时连辉副教授、李恕艳副教授和丁方军教授为该论文的通讯作者。
高温堆肥是规模化养殖场畜禽粪便主要的处理模式，畜禽养殖废弃物由于C/N比低、含水率高、透气性差等，导致在堆肥化过程中不得不添加大量辅料，增加了堆肥的成本。秸秆、果木枝条、菌渣、锯末等材料作为堆肥化工艺常用的辅料，难以实现持续稳定收集，限制了连续堆肥化生产的推广发展。同时，传统堆肥化过程中会产生大量温室气体和臭气，不仅污染大气环境，而且导致堆肥养分损失。
基于此，本研究以成本更低的稻壳鸡粪代替传统辅料，降低堆肥成本；同时探究不同体积比腐熟堆肥回填替代辅料对堆肥化过程及温室气体和臭气排放的影响，结合分子生物学分析阐明其促腐减排机制。
腐熟堆肥添加显著提高了二氧化碳排放量，体现了堆体内更强的有机物代谢水平，即更高的堆肥腐熟效率。合理的腐熟堆肥回填配比能够提供易降解有机物所能容纳的最强的微生物活性，从而起到加快腐熟、提高堆肥养分含量的效果。虽然T2、T3都显著减少了甲烷排放，但T3较T2具有更为显著的甲烷减排效果，这得益于更多腐熟堆肥添加对堆体物理结构良好的调整作用。腐熟堆肥替代部分稻壳鸡粪的鲜鸡粪-稻壳鸡粪共堆肥中，腐熟堆肥回填体积比与氧化亚氮排放正相关，与氨气排放负相关。30%体积比的腐熟堆肥添加量更有利于甲烷和氨气挥发的抑制，同时也更容易发生不完全硝化，进而导致更多氧化亚氮的产生。
图1. 堆肥化过程气体排放情况
堆肥化过程中的优势菌门包括厚壁菌门（Firmicutes）、放线菌门（Actinobacteriota）、变形菌门（Proteobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidota），优势菌中绝大多数与大分子有机物分解相关，而芽孢杆菌属（Bacillus）与氨气排放显著正相关，乳杆菌属（Lactobacillus）与氧化亚氮排放极显著正相关，假纤毛杆菌属（Pseudogracilibacillus）、短杆菌属（Brachybacterium）、叶瘿菌属（Gallicola）与氧化亚氮排放显著正相关。
图2. 堆肥化过程气体排放情况
该研究得到了国家重点研发计划、山东省重点研发计划、山东省自然科学基金、山东省农业应用技术创新重大项目、泰安市科技创新发展项目的资助。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.biortech.2023.129694
编 辑：万 千
审 核：贾 波
