烟台海岸带所在海洋废弃物资源化利用及土壤改良应用方面获进展

　　随着全球水产养殖产业的发展，每年会产生大量海藻、牡蛎壳等废弃物。而这些废弃物通常被堆放在垃圾填埋场、近海滩涂或直接丢弃到海洋中，对土壤、自然水域及海洋生态系统带来环境影响。为促进水产养殖的可持续发展，中国科学院烟台海岸带研究所冯大伟团队在海藻、牡蛎壳等废弃物资源化利用及土壤改良技术研究方面取得进展。该团队运用有机-无机共堆肥策略并采用堆肥过程精细化调控与复合材料应用等措施，提升了废弃物资源化利用效率，为生态环境保护与可持续农业发展开辟了新路径。

　　针对海藻和玉米淀粉渣堆肥体系，该研究引入了生物炭、磷酸盐和氧化镁等添加剂，以优化堆肥过程中有机质分解、氮素转换及腐殖化水平。研究证明，生物炭、磷酸盐和氧化镁等添加剂提高了嗜热期氧气利用率和纤维素酶活性，增强了蛋白质溶解转化及纤维素的降解效率。平行因子分析显示，高缓冲力条件下，有机质降解和腐殖化加强与对照组相比可提升28.6%至33.8%，胡敏酸/富里酸比率增长达37.1%至49.6%。同时，富含高缓冲性的配方促进NO3--N以及NH4+-N的形成，创造了利于氮素保留的理想微环境。进一步，研究发现，处理样本均保持甚至强化了海藻的植物刺激作用，发芽指数超过了101%。

　　以鸡粪和玉米秸秆为基础，该研究探讨了牡蛎壳粉掺入比例并评估了其对酸性土壤改良及油菜栽培性能的影响。结果表明，添加40%牡蛎壳粉时，堆肥效果最佳，可减少氮素流失并可提高有机质降解与腐殖质积累。同时，堆肥过程可以激活钙元素，而添加20%牡蛎壳粉的钙活化效率最高可达37.5%。进一步，盆栽试验证实牡蛎壳堆肥产物能够缓解酸性土壤问题，促进油菜增产。相较于单一堆肥或堆肥后混合牡蛎壳粉，加入牡蛎壳的堆肥上调了土壤pH值、有机碳以及交换态钙、镁浓度。该研究揭示了有机-无机共堆肥策略在牡蛎壳资源化利用方面的可行性和高效性，为鸡粪、玉米秸秆及牡蛎壳等废弃物综合管理提供了科学依据。

　　针对海藻和糖渣共堆肥过程研究，该团队剖析了添加5%生物炭（T1）、10%生物炭（T2）和10%牡蛎壳粉（T3）对关键理化性质、产品质量和微生物群落动态的影响。结果表明，3种处理均保留了海藻的植物刺激效应并促进了海藻酸盐的降解。T1和T2有机质降解效率较对照组分别提升31.2%和26.4%。EEM光谱分析显示，T1和T2腐殖质比例分别增加434%和423%，高于对照组289%。同时，10%生物炭处理改善了海藻酸盐的降解和种子发芽指数，这或是海藻中存在生物刺激素和Cobetia属细菌丰度增加所致。微生物宏基因组分析发现，T2和T3提高了细菌群落的多样性和丰富度。牡蛎壳粉虽未能提升腐殖化程度却减少了废弃物的量，并在维持堆肥质量的同时实现了废弃物减量化。

　　近期，相关研究成果发表在《废物管理》（Waste Management）、《环境技术与创新》（Environmental Technology & Innovation）和《化学圈》（Chemosphere）上。研究工作得到国家自然科学基金委员会和山东省科学技术厅等的支持。