高温堆肥过程中的氮素损失是导致温室气体排放和降低堆肥产品质量的主要问题。生物炭是堆肥中最为常见的添加剂之一，被证明可以减少氮的损失并改善堆肥腐殖化过程。目前，堆肥中所添加的生物炭几乎都是由植物源的废弃物所制备，而对于氮含量明显更高的动物源生物炭能否减少堆肥氮损失尚不清楚。此外，植物源和动物源生物炭对堆肥氮转化过程影响机制是否不同也未明确。
针对上述问题，广东省科学院生态环境与土壤研究所（以下简称省科学院土壤环境所）余震研究员团队构建了动物源生物炭添加（ABC）、植物源生物炭添加（PBC）和无添加（CK）三种不同堆肥处理，重点对不同形态氮素的动态变化、相关酶活性、微生物群落结构及功能代谢进行分析。
研究结果表明，与CK相比ABC处理显著增加了酸不溶氮（AIN）的含量，并总的减少了24.4%的氮损失；PBC处理则是增加了生物可利用有机氮（BON）的含量并减少了35.5%的氮损失。ABC中与腐殖质含氮前体产生相关的蛋白酶活性和细菌丰度增加，而PBC具有低的脲酶活性和复杂的细菌氮转化网络。结构方程模型进一步证实，利用动物源和植物源生物炭减少堆肥氮损失的策略存在差异，分别表现为促进AIN形成和增加BON保留。这一研究也为堆肥富氮产品的制备提供了多种选择。
动物源和植物源生物炭添加对堆肥氮转化过程的影响
结构方程模型验证堆肥氮组分转化的关系（a），及氮转化相关的酶和功能菌群对氮素保留的影响（b）
研究成果发表于工程技术类国际期刊Bioresource Technology（IF2021=11.9）,省科学院土壤环境所刘晓明博士为该论文第一作者，余震研究员为论文通讯作者。该研究得到国家自然科学基金面上项目（42077093）、联合基金重点项目（U21A20295），广东省自然科学基金杰出青年项目（2022B1515020021）等支持。
文章链接：https://doi.org/10.1016/j.biortech.2022.127583
（省科学院土壤环境所/供稿）
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