隨著全球水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，每年會產(chǎn)生大量海藻、牡蠣殼等廢棄物。而這些廢棄物通常被堆放在垃圾填埋場、近海灘涂或直接丟棄到海洋中，對土壤、自然水域及海洋生態(tài)系統(tǒng)帶來環(huán)境影響。為促進(jìn)水產(chǎn)養(yǎng)殖的可持續(xù)發(fā)展，中國科學(xué)院煙臺海岸帶研究所馮大偉團(tuán)隊在海藻、牡蠣殼等廢棄物資源化利用及土壤改良技術(shù)研究方面取得進(jìn)展。該團(tuán)隊運(yùn)用有機(jī)-無機(jī)共堆肥策略并采用堆肥過程精細(xì)化調(diào)控與復(fù)合材料應(yīng)用等措施，提升了廢棄物資源化利用效率，為生態(tài)環(huán)境保護(hù)與可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展開辟了新路徑。
針對海藻和玉米淀粉渣堆肥體系，該研究引入了生物炭、磷酸鹽和氧化鎂等添加劑，以優(yōu)化堆肥過程中有機(jī)質(zhì)分解、氮素轉(zhuǎn)換及腐殖化水平。研究證明，生物炭、磷酸鹽和氧化鎂等添加劑提高了嗜熱期氧氣利用率和纖維素酶活性，增強(qiáng)了蛋白質(zhì)溶解轉(zhuǎn)化及纖維素的降解效率。平行因子分析顯示，高緩沖力條件下，有機(jī)質(zhì)降解和腐殖化加強(qiáng)與對照組相比可提升28.6%至33.8%，胡敏酸/富里酸比率增長達(dá)37.1%至49.6%。同時，富含高緩沖性的配方促進(jìn)NO3--N以及NH4+-N的形成，創(chuàng)造了利于氮素保留的理想微環(huán)境。進(jìn)一步，研究發(fā)現(xiàn)，處理樣本均保持甚至強(qiáng)化了海藻的植物刺激作用，發(fā)芽指數(shù)超過了101%。
以雞糞和玉米秸稈為基礎(chǔ)，該研究探討了牡蠣殼粉摻入比例并評估了其對酸性土壤改良及油菜栽培性能的影響。結(jié)果表明，添加40%牡蠣殼粉時，堆肥效果最佳，可減少氮素流失并可提高有機(jī)質(zhì)降解與腐殖質(zhì)積累。同時，堆肥過程可以激活鈣元素，而添加20%牡蠣殼粉的鈣活化效率最高可達(dá)37.5%。進(jìn)一步，盆栽試驗證實(shí)牡蠣殼堆肥產(chǎn)物能夠緩解酸性土壤問題，促進(jìn)油菜增產(chǎn)。相較于單一堆肥或堆肥后混合牡蠣殼粉，加入牡蠣殼的堆肥上調(diào)了土壤pH值、有機(jī)碳以及交換態(tài)鈣、鎂濃度。該研究揭示了有機(jī)-無機(jī)共堆肥策略在牡蠣殼資源化利用方面的可行性和高效性，為雞糞、玉米秸稈及牡蠣殼等廢棄物綜合管理提供了科學(xué)依據(jù)。
針對海藻和糖渣共堆肥過程研究，該團(tuán)隊剖析了添加5%生物炭（T1）、10%生物炭（T2）和10%牡蠣殼粉（T3）對關(guān)鍵理化性質(zhì)、產(chǎn)品質(zhì)量和微生物群落動態(tài)的影響。結(jié)果表明，3種處理均保留了海藻的植物刺激效應(yīng)并促進(jìn)了海藻酸鹽的降解。T1和T2有機(jī)質(zhì)降解效率較對照組分別提升31.2%和26.4%。EEM光譜分析顯示，T1和T2腐殖質(zhì)比例分別增加434%和423%，高于對照組289%。同時，10%生物炭處理改善了海藻酸鹽的降解和種子發(fā)芽指數(shù)，這或是海藻中存在生物刺激素和Cobetia屬細(xì)菌豐度增加所致。微生物宏基因組分析發(fā)現(xiàn)，T2和T3提高了細(xì)菌群落的多樣性和豐富度。牡蠣殼粉雖未能提升腐殖化程度卻減少了廢棄物的量，并在維持堆肥質(zhì)量的同時實(shí)現(xiàn)了廢棄物減量化。
近期，相關(guān)研究成果發(fā)表在《廢物管理》（Waste Management）、《環(huán)境技術(shù)與創(chuàng)新》（Environmental Technology & Innovation）和《化學(xué)圈》（Chemosphere）上。研究工作得到國家自然科學(xué)基金委員會和山東省科學(xué)技術(shù)廳等的支持。
論文鏈接：1、2、3
添加劑對海藻堆肥的影響
本文鏈接：煙臺海岸帶所在海洋廢棄物資源化利用及土壤改良應(yīng)用方面獲進(jìn)展http://www.sq15.cn/show-12-60-0.html
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