中国农业大学有机资源循环高水平创新团队在国际期刊Science of the Total Environment上在线发表了题为《Composting of post-consumption food waste enhanced by bioaugmentation with microbial consortium》的研究性论文，该研究通过接种微生物复合菌剂促进了餐厨垃圾堆肥化的快速启动以及腐熟，揭示了生物强化的作用机理，探究了主要微生物与环境因子间的相互关系。中国农业大学资源与环境学院宫小燕副教授为论文通讯作者，硕士生王骞旗以及已毕业硕士生李娜为论文第一作者。该工作得到人因工程全国重点实验室（6142222210702）、中国农业大学教授工作站-2021050（202105510310477）以及海南省重大科技计划（ZDKJ2021009）的支持。

土壤中的元素和能量以食物的形式从土地流向城市，食物消费后产生的垃圾成为城市的污染源。堆肥化处理可以有效的将食物垃圾转化有机肥料，通过施肥等循环的方式将营养元素回补到农田，实现资源化利用。食物垃圾可分为厨余垃圾（kitchen waste）和餐厨垃圾（post-consumption food waste，PCFW）。相比于厨余垃圾，餐厨垃圾中淀粉，油脂，蛋白等易降解物质含量更高，造成了其堆肥化过程中易酸化，升温慢等问题，从而影响了堆肥品质。

现有研究表明，接种菌剂可以提升餐厨垃圾堆肥品质，但作用效果不稳定，对菌剂作用机理的探究也较少。本研究在小体系餐厨垃圾堆肥化初始阶段接种实验室所制备的复合菌剂，加速了pH的升高以及有机物的降解，最终提升了堆肥化效率以及堆肥质量。通过探究理化指标以及腐熟度变化，细菌群落结构及演替规律，以及环境因子与主要细菌间的相互关系，发现接种处理通过改善堆肥化初期的酸性环境，从而促使土著菌群发挥转化能力；同时嗜热细菌（和）的富集会加速物质降解，促进腐质化。总的来说，接种处理会加速细菌群落向腐熟阶段的状态演替。

在这项研究中，接种处理的温度在第1天升至55℃以上，并在第4天达到峰值65.4℃，且能在60℃以上保持5天；pH值能够快速地升至8.67（第7天）。种子发芽指数（GI）在第14天即达到腐熟标准（＞70%），并在第28天达到150%。以上结果说明，接种有效地启动了PCFW和玉米秸秆的共堆肥，加速了对酸性物质的降解，从而产生足够的热量并维持高温期，最终加快了堆肥化效率并提高了堆肥质量。

图1 堆肥过程中温度，有机物，pH和种子发芽指数的变化

图2 堆肥过程中门和属水平上细菌相对丰度的变化

图3 主要细菌与环境因子间的相关性

 结 论

接种能有效地改善PCFW堆肥化过程中的升温、腐殖化和腐熟困难。微生物菌群的加入显著提高了基质的pH值，从初始的5.77提高到第7天的8.67，温度升高，改善了酸性状态，并刺激了土著嗜热微生物。因此，有机物质和潜在的植物毒性中间体的降解加速，GI增加到150%。细菌群落结构分析表明，Actinobacteria从高温期到腐熟期逐渐增加可能是接种促进有机质转化的原因之一。此外，嗜热菌、和在高温期以及中度嗜热菌Pseudonocardia、和在腐熟阶段对有机质的降解和腐熟起着重要作用，接种初期引起的温度和pH升高对细菌演替有很大影响。