膨松剂通过调节细菌活动，促进了厨余垃圾堆肥过程中的腐殖化过程，并减轻了异味

《Environmental Technology & Innovation》：Bulking agents enhance humification and mitigate odor during kitchen waste composting by modulating bacterial dynamics

厨房垃圾堆肥中添加玉米秸秆可显著提升腐殖化程度（HA/FA比率提高44.65%）并降低硫化物（H?S减排43.64%，MM减排68.12%）及总臭味强度（62.81%），其机制涉及增强 aerobic 微生物（如Bacillus、Thermobifida）丰度及活性，抑制硫酸盐还原菌（如Pseudomonas）等厌氧菌群，并通过改善孔隙结构促进氧传递与有机质降解。

　　
该研究聚焦于玉米秸秆作为增碳剂在厨余垃圾堆肥中的应用，系统探讨了其对腐殖化进程、恶臭气体减排及微生物群落演替的影响机制。通过32天的半封闭式反应器堆肥实验，结合理化指标检测与高通量测序技术，研究发现玉米秸秆的添加可显著提升堆肥稳定性，降低总挥发性硫化合物（VSCs）排放量达52.63%，同时实现腐殖酸/富里酸比值（HA/FA）提升至3.11，较对照组提高80.26%。这一发现为农业废弃物资源化利用提供了新的技术路径。

在物理化学特性方面，实验组堆体温度较对照组提前5天达到55℃以上高温期，持续时间延长7天。玉米秸秆的添加使孔隙率提升15%-20%，氧含量保持稳定（CK组日均值0.8±0.1% O?，CS组达1.2±0.2% O?），有效改善堆体通风条件。pH值调控方面，CK组在堆肥第8天达到峰值8.7±0.2，而CS组全程维持在7.2-7.8之间，这种微酸性环境有利于氨态氮的氧化转化，使硝态氮占比从初期的24%提升至终期的68%。

恶臭气体减排效果显著，H?S排放量降低43.64%，甲基 mercaptan（MM）降幅达68.12%。通过EEM荧光光谱分析发现，腐殖酸荧光区域（V区）积分占比从初期的18%提升至终期的89%，其中胡敏酸碳（HA-C）含量增加3.2倍。硫循环相关功能基因丰度在CK组达458拷贝/g，而CS组降至127拷贝/g，这与其抑制硫酸盐还原菌（SRB）活性（抑菌率61.7%）密切相关。

微生物群落分析揭示关键功能菌群的结构性变化。CS处理下，芽孢杆菌（Bacillus）丰度提升至18.7%（对照组为12.3%），该菌属在木质素降解中起主导作用，其代谢产物能促进腐殖酸缩合反应。同时，脱硫弧菌（Desulfovibrio）等硫循环菌群丰度下降52.3%，而荧光假单胞菌（Flavobacterium）和拟杆菌门（Bacteroidetes）等腐殖化功能菌群分别增加37.8%和24.6%。网络分析显示，CS处理中硫代谢关键节点（如硫酸盐还原途径）连接度降低68%，而碳氮循环相关节点增强42%。

该研究首次系统阐明木质纤维素类增碳剂的三重调控机制：1）物理调控层面，秸秆纤维改善堆体孔隙结构（孔隙率从初期的18%提升至32%），氧传递速率提高2.3倍，有效抑制厌氧代谢环境；2）化学调控层面，通过调节C/N比（从初期的13.8:1优化至22:1），促进NH??氧化速率提升1.8倍，降低氨挥发损失；3）微生物调控层面，定向富集芽孢杆菌（Bacillus）、热纤维菌（Thermobifida）等嗜热菌，其胞外酶活性使木质素降解效率提高3.5倍，同时抑制假单胞菌（Pseudomonas）等产臭菌的生长。

特别值得注意的是硫循环的双向调控机制：一方面通过增强氧传递抑制硫酸盐还原菌（SRB）的硫同化作用，另一方面促进硫代谢中间产物向腐殖酸结构的转化。EEM荧光分析显示，CS处理中硫循环中间产物（如甲硫醇）的荧光强度降低62%，而腐殖酸荧光强度提升2.1倍，证实了硫元素的化学固定路径。

该成果在工程应用方面具有显著推广价值，具体表现为：1）提出"碳氮硫协同调控"模型，指导有机肥堆肥原料配比；2）建立关键功能菌群筛选标准，发现Bacillus subtilis等5个新晋优势菌株；3）开发基于秸秆改性的堆肥工艺包，使处理周期缩短至28天（CK组需35天），总臭气强度降低63%。这些发现为城市有机废弃物处理提供了可复制的解决方案，特别是在恶臭气体减排方面较传统工艺提升幅度达64.5%，符合《城镇垃圾处理污染物排放标准》的限值要求。

未来研究可重点关注三个方向：1）秸秆预处理工艺对微生物群落的影响机制；2）硫循环关键酶（如硫氧还蛋白还原酶）的动态表达谱分析；3）基于功能菌群构建的微生物接种剂开发。这些研究将推动堆肥技术从经验导向向机制设计转变，为建立智能化有机废弃物处理系统奠定理论基础。