leyu体育-改性牡蛎壳材料改善好氧堆肥发酵效率

好氧堆肥是处理有机固体废弃物常用的技术，固废中的有机物质在微生物作用下发生矿化反应和部分腐殖化，最终产生成熟有机肥。微生物在转化有机物时起着两种相反的作用：一方面，堆肥过程中的碳通过分解代谢促进CO2释放到大气中；另一方面，将碳固定在腐殖质化程度高、不易被代谢降解的化合物中。在传统堆肥过程中，因原料性质不同，通常存在有机质降解困难和温室气体排放以及产品腐熟度低等问题。近年来，改善上述问题并提高腐殖度成为堆肥技术研究的热点。

近日，中国科学院青岛生物能源与过程研究所研究团队在《Journal of EnvironmentalChemical Engineering》上发表题为“Effects of arginine modified additives on humic acidformation and microbial metabolic functions in biogas residue composting”的研究论文。该研究基于前期实验结果，向堆肥体系中添加合适比例的牡蛎壳粉，可以改善堆体气质交换能力，提高有机质降解，并进一步提出一种提高牡蛎壳微生物亲和性的改性方法，制备更适用于堆肥工艺的纳微孔功能型材料。

研究人员将经酸蚀和超声法制备的精氨酸改性牡蛎壳粉应用到秸秆沼渣堆肥中，基于细菌群落和代谢功能预测分析了其提高发酵效率的作用机制。结果表明，精氨酸改性牡蛎壳粉的添加提高木质纤维素降解，纤维素、半纤维素和木质素降解率分别达到25.49%、33.40%和44.16%，其中木质素降解效果最为显著，与对照相比提高了31.74%。这是由于改性组中Firmicutes和Actinobacteriota等与木质素降解有关的细菌相对丰度更高。在好氧发酵过程中的一些中间产物，如氨基酸和还原糖的利用率分别提高了80.44%和37.53%，根据PICRUSt代谢功能预测结果显示，更多的中间产物参与了碳固定途径而不是氧化成CO2，这一结果与改性组中CO2排放量减少7.12%相符合。堆肥结束时，改性组最终产品的腐殖质含量为对照组的1.32倍，表明改性后的牡蛎壳对提高堆肥产品腐殖酸含量具有促进意义，在木质纤维素类废弃物堆肥领域具有良好的应用前景。

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