苹果酸与生物炭协同调控园林废弃物堆肥过程中的碳减排、腐殖化及微生物群落动态

本研究创新性地探讨了苹果酸(MA)与生物炭(BC)联用对园林废弃物(GW)堆肥的协同增效作用。通过正交实验设计，发现0.5% MA+20% BC组合可显著降低34.3% CO2和30.6% CH4排放，提升35.5%腐殖质(HS)含量，并重塑含cbbL基因的自养微生物(CCAM)群落结构。研究为微生物介导的碳循环调控提供了新视角，建立了兼顾堆肥品质提升与温室气体减排的优化方案。

　　

Highlight

本研究揭示了苹果酸(MA)与生物炭(BC)在园林废弃物(GW)堆肥中的协同效应：0.5% MA+20% BC组合不仅实现34.3% CO₂和30.6% CH₄减排突破，更使腐殖质(HS)产量飙升35.5%，堪称堆肥界的"减碳增肥"黄金配方！

Introduction

随着城市绿地扩张，园林废弃物(GW)处理已成为环境治理新挑战。传统堆肥过程中14-51%的有机碳会以CO₂/CH₄形式流失，既加剧温室效应又阻碍腐殖质(HS)形成。MA作为三羧酸循环(TCA)抑制剂可调控微生物呼吸，而BC凭借多孔结构既能吸附气体又能为微生物打造"五星级公寓"。但二者联用的"1+1>2"效应仍是未解之谜。更激动人心的是，含cbbL基因的自养微生物(CCAM)可能是堆肥界的"隐形碳捕手"——它们通过Calvin循环的核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶(Rubisco)直接固定CO₂！

Section snippets

【温度】

所有处理组均呈现典型的四阶段温度曲线（中温-高温-降温-腐熟），且均满足50°C以上持续3天的卫生标准。但MA和BC的加入就像给堆肥系统安装了"智能空调"，显著改变了温度动态模式...

Conclusion

本研究发现MA和BC就像堆肥系统的"黄金搭档"：MA负责调控微生物代谢"油门"，BC则扮演"碳捕集海绵"，二者协同造就了含cbbL基因自养微生物(CCAM)的"理想家园"。其中0.5% MA+20% BC组合(T6)表现最优，不仅实现碳减排和腐殖化双赢，更通过Mantel test揭示了环境因子与CCAM群落间的精妙关联。