外接堆肥微生物在餐廚廢棄物好氧堆肥中的應(yīng)用

丁曉艷 王越 王寧， 李婉婷， 丁國春 李季

（1. 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)有機(jī)循環(huán)研究院（蘇州），蘇州 215000；2. 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，北京 100089）

隨著全球經(jīng)濟(jì)的快速增長、世界人口激增和人民生活水平的不斷提高，食物浪費(fèi)現(xiàn)象愈發(fā)嚴(yán)重［1-2］。據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界上產(chǎn)生的餐廚廢棄物約為194 kg/人/年［3］，2020年我國餐廚廢棄物的產(chǎn)生量也突破12 000萬t。如果處理不當(dāng)，餐廚廢棄物會迅速發(fā)酵變質(zhì)，導(dǎo)致病原體滋生、惡臭和滲濾液的產(chǎn)生以及病毒的傳播，從而造成嚴(yán)重的環(huán)境污染和潛在的健康危害。

目前，餐廚廢棄物的處理主要有粉碎直排、填埋、焚燒、飼料化和好氧發(fā)酵等方式。餐廚廢棄物含水量高、富含有機(jī)物［4-5］，極易腐敗發(fā)酵，粉碎直排過程中含油物料易造成管道堵塞，也會加劇污水處理設(shè)施的負(fù)擔(dān)。直接填埋雖然操作簡單，處理成本低廉，但會造成二次污染，且有機(jī)物厭氧發(fā)酵造成甲烷排放或累計(jì)，具有一定風(fēng)險［6］。另外，垃圾填埋場選址困難、占用大量的土地資源， 不利于有機(jī)廢棄物的可持續(xù)治理。我國餐廚廢棄物含水率較高，直接焚燒處理能源消耗高，還可能因技術(shù)條件限制等原因產(chǎn)生二噁英等有害物質(zhì)造成二次污染［7］。利用廚余廢棄物制作飼料也存在病原菌、生物有害物質(zhì)超標(biāo)等風(fēng)險。隨著生態(tài)文明工作的推進(jìn)，多個城市實(shí)施了垃圾分類，產(chǎn)生了包含餐廚廢棄物在內(nèi)的大量有機(jī)廢棄物。如何將這些有機(jī)廢棄物高效處理和資源化利用成為目前亟需解決的重要問題。

好氧堆肥是有機(jī)廢棄物資源化利用的重要手段之一，通過強(qiáng)化微生物活動促進(jìn)有機(jī)物的降解和礦化，形成腐殖質(zhì)。有機(jī)廢棄物中的不同組分在好氧發(fā)酵的不同階段被降解。例如，在升溫階段，主要是一些易降解的有機(jī)物如糖、碳水化合物等在嗜溫型細(xì)菌和真菌的作用下分解［8-9］；在高溫階段，則通過嗜熱型細(xì)菌和放線菌等的活動，降解脂肪、纖維素、半纖維素和木質(zhì)素等難降解的有機(jī)物，影響腐殖質(zhì)的形成［10-11］；在降溫期，堆體中殘余有機(jī)物繼續(xù)被嗜溫微生物利用轉(zhuǎn)化形成類腐殖質(zhì)物質(zhì)，促進(jìn)腐殖化進(jìn)程［12-13］。餐廚廢棄物富含可溶性糖、淀粉、脂類、蛋白質(zhì)、纖維素等易于生物降解的化合物［14］，通過好氧堆肥技術(shù)可實(shí)現(xiàn)其資源化利用。通過好氧發(fā)酵技術(shù)，可將廢棄物中的大分子有機(jī)物分解礦化出N、P、K等，形成腐殖質(zhì)［15］，但同時存在一些限制性因素，如高含水量導(dǎo)致餐廚廢棄物極易酸化，影響好氧堆肥的快速啟動，高油脂和高鹽分抑制微生物活性，影響堆肥效率。因此，探索餐廚廢棄物的資源化轉(zhuǎn)化技術(shù)具有重要意義。以餐廚廢棄物為原料制備的有機(jī)肥具有改善土壤物理性質(zhì)的功能， 特別是

對于因長期施用化肥造成板結(jié)的土壤［16］，餐廚廢棄物好氧堆肥，一方面能夠降低垃圾焚燒和填埋量，節(jié)約土壤和能源；另一方面，也可以實(shí)現(xiàn)資源的循環(huán)利用，提高資源使用效率。因此，如何利用好氧發(fā)酵實(shí)現(xiàn)餐廚廢棄物的處理與循環(huán)利用是目前研究的一大熱點(diǎn)。

微生物是堆肥過程的主體，通過在堆體內(nèi)部自我調(diào)整并進(jìn)行群落演替來影響堆肥進(jìn)程，在堆肥過程中起著至關(guān)重要的作用。本文主要闡述了餐廚廢棄物好氧發(fā)酵過程中微生物菌群的演替規(guī)律，不同微生物菌劑的菌種類型及功能和其對好氧發(fā)酵的作用及潛在影響機(jī)制，以期能夠?yàn)橄嚓P(guān)微生物強(qiáng)化技術(shù)的研發(fā)提供參考。

1 餐廚廢棄物好氧堆肥過程中的主要微生物群落及演替

好氧堆肥是一個由微生物驅(qū)動的生化反應(yīng)過程。前期由于技術(shù)的限制，對堆肥過程的微生物類群結(jié)構(gòu)僅有初步的認(rèn)識。早期 Ishii 等［17］采用變性梯度凝膠電泳（DGGE）技術(shù)測定餐廚廢棄物堆肥過程中的微生物演替發(fā)現(xiàn)，在初始階段主要以分解易降解有機(jī)物質(zhì)的發(fā)酵細(xì)菌為主，如乳酸菌等；在高溫期出現(xiàn)了嗜熱芽孢桿菌，降溫期后的菌群比之前的菌群更加復(fù)雜。但由于當(dāng)時生物技術(shù)手段的局限性，無法更準(zhǔn)確、全面地顯示菌群的演替。

近年來，高通量測序技術(shù)的應(yīng)用逐步揭示了堆肥過程中微生物群落組成與演替規(guī)律［18］。趙彬涵等［19］對應(yīng)用高通量測序技術(shù)揭示不同物料堆肥過程中，細(xì)菌和真菌的群落組成和演替的研究總結(jié), 發(fā)現(xiàn)不同堆肥階段微生物組成存在差異，且堆體中微生物的組成也受原料影響。類似的發(fā)現(xiàn)也存在餐廚廢棄物堆肥中。目前通過高通量測序手段研究發(fā)現(xiàn)，在以餐廚廢棄物為主要原料的堆肥過程中，厚壁菌門（Firmicutes）和變形菌門（Proteobacteria）為優(yōu)勢菌門，隨著堆肥進(jìn)程的推進(jìn)，擬桿菌門（Bacteroidetes）和放線菌門（Actinobacteria）逐步成為優(yōu)勢菌門［18，20］。本課題組的研究結(jié)果也顯示，餐廚廢棄物堆肥過程厚壁菌門、變形菌門、擬桿菌門和放線菌門為主要微生物類群，豐度會隨著堆肥過程演替，同時會在堆肥腐熟期出現(xiàn)新的優(yōu)勢菌門如疣微菌門（Verrucomicrobia）和綠彎菌門（Chloroflexi）等［21-22］。與牛糞堆肥相比，餐廚廢棄物堆肥中還含有相對較多的厚壁菌門和放線菌門，優(yōu)勢菌屬也存在較大差異［23］。在污泥堆肥中添加餐廚廢棄物，微生物群落組成中厚壁菌門的比例隨餐廚廢棄物比例的升高而升高［20］。這也與此前關(guān)于厚壁菌門主要存在于餐廚廢棄物堆肥中的研究報(bào)到相符，主要原因是屬于厚壁菌門的乳酸菌抑制其他細(xì)菌的生長，降低總體微生物多樣性［24］。而乳酸菌是餐廚廢棄物好氧堆肥初期出現(xiàn)的重要微生物種類之一，其可促進(jìn)餐廚廢棄物好氧堆肥初期有機(jī)酸的降解，減緩有機(jī)酸積累造成的物料酸化問題。

不同類型的細(xì)菌群落在有機(jī)廢棄物好氧堆肥過程中起著重要的分解和轉(zhuǎn)化作用。如厚壁菌門與多種代謝活動密切相關(guān)，也是木質(zhì)纖維素降解的重要參與者［25］，其在堆肥升溫及高溫階段對于堆肥中物質(zhì)的降解和轉(zhuǎn)化起著重要作用。擬桿菌門也能有效地降解大分子物質(zhì)如纖維素和木質(zhì)素［26］。變形菌門則有助于降低堆肥產(chǎn)品的生物毒性，提升堆肥品質(zhì)。在屬水平上，芽孢桿菌是餐廚廢棄物堆肥過程中的主要優(yōu)勢物種之一［27-28］。芽孢桿菌在發(fā)酵過程中能夠分泌大量的蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶等，可促進(jìn)大分子有機(jī)物的分解轉(zhuǎn)化［29］。這也進(jìn)一步說明了厚壁菌門在餐廚廢棄物堆肥過程中占主要優(yōu)勢的原因。

餐廚廢棄物成分復(fù)雜，其可提升堆肥中微生物的多樣性，促進(jìn)發(fā)酵。如閻中等［6］研究發(fā)現(xiàn)，在以成分更復(fù)雜的餐飲垃圾為底物的好氧發(fā)酵中，微生物的多樣性顯著高于廚余垃圾，且發(fā)酵效果也優(yōu)于廚余垃圾。席北斗等［30］的研究中發(fā)現(xiàn)，通過添加鋸末、樹葉、秸稈和干馬糞等有機(jī)質(zhì)可提高餐廚廢棄物底物的多樣性，有利于提高微生物群落的豐富度，提高發(fā)酵效果。原因可能是堆物底物越復(fù)雜，營養(yǎng)就越均衡，好氧微生物所需要的酶系統(tǒng)就越多，從而提高好氧堆肥技術(shù)處理餐廚廢棄物的效果［31］。

理解微生物群落組成和結(jié)構(gòu)是調(diào)控餐廚廢棄物好氧堆肥過程的基礎(chǔ)。外界條件的改變，如菌劑添加或者物料組成的改變以及環(huán)境和反應(yīng)條件變化等，會使微生物組成和多樣性出現(xiàn)較大波動，進(jìn)而影響餐廚廢棄物處理和資源化利用過程［6］。因此，深入了解餐廚廢棄物好氧堆肥各階段微生物群落的組成、作用及演替規(guī)律，有助于提升外接堆肥微生物與土著微生物的協(xié)同作用，改善微生物的作用效果，進(jìn)而促進(jìn)餐廚廢棄物好氧堆肥進(jìn)程，提升餐廚廢棄物的資源化利用效率。

2 外接堆肥微生物菌劑在餐廚廢棄物好氧堆肥中的應(yīng)用

針對餐廚廢棄物的特殊性，篩選相關(guān)功能的堆肥微生物并接種于餐廚廢棄物的處理過程中，是實(shí)現(xiàn)餐廚廢棄物的減量化、無害化和資源化的重要手段之一。

2.1 外接堆肥微生物的類型和功能

外接堆肥微生物菌種的來源主要分為兩大類，一是將好氧堆肥的堆體作為菌種源，直接或通過進(jìn)一步強(qiáng)化后篩選的土著微生物；二是將環(huán)境樣品如土壤、水體等作為菌種源，通過一定手段干預(yù)篩選適用于對應(yīng)條件下的微生物［32-33］。我國餐廚廢棄物包含的有機(jī)物質(zhì)主要為淀粉、蛋白、纖維素和油脂等，易酸化、鹽分含量高，應(yīng)用于餐廚廢棄物的外接堆肥微生物類群主要特質(zhì)為耐酸耐鹽且可高效降解淀粉、蛋白、纖維素和油脂4種有機(jī)大分子物質(zhì)。目前常用于餐廚廢棄物好氧堆肥添加的微生物類群為芽抱桿菌屬（Bacillus）、短芽孢桿菌屬（Brevibacillus）、乳酸桿菌屬（Lactobacillus）、檸檬酸桿菌屬（Citrobacter）、鏈霉菌屬（Streptomyces）、曲霉屬（Aspergillus）、木霉屬（Trichoderma）和指狀青霉（Penicillium digitatum）等。外接堆肥微生物菌劑可以由單一菌群構(gòu)成，如萬文娟等［34］用地衣芽孢桿菌制備的油脂降解功能菌劑，Tran等［35］用乳酸片球菌TM14制備的可促進(jìn)堆肥初期有機(jī)酸降解的菌劑等；也可以由數(shù)種不同的微生物菌群組成的復(fù)合菌劑，如李華芝等［36］用篩選獲得的4株在高溫條件下能產(chǎn)生淀粉酶、脂肪酶、蛋白質(zhì)酶及纖維素酶的不同高效菌株制備的多功能高溫菌劑等。大量的研究表明，單一微生物菌群促進(jìn)堆肥進(jìn)程的作用多不如多種微生物復(fù)合菌群。Awasthi等［37］首次比較了單一和多功能菌群對餐廚廢棄物堆肥的影響，結(jié)果表明，具有降解4種大分子有機(jī)物功能的多功能復(fù)合菌群通過增加有機(jī)物降解速率，使堆肥腐熟時間比只具有油脂降解功能的單一功能菌群提前20 d，且在含油量降低指標(biāo)上多功能微生物復(fù)合菌群的效果僅比特定單一功能菌群的效果低5%左右?，F(xiàn)階段的外接堆肥微生物菌劑研究也優(yōu)選于多功能復(fù)合菌群。但不同微生物菌種各有其功能和特點(diǎn)，需更加清晰地認(rèn)知菌種的相關(guān)特性和協(xié)同作用機(jī)制，以便根據(jù)不同的應(yīng)用場景和堆肥產(chǎn)品的用途等，選擇更加適配的微生物接種劑。

2.2 外接堆肥微生物在餐廚廢棄物好氧堆肥中的作用

2.2.1 改善餐廚廢棄物好氧堆肥初期酸化，促進(jìn)堆肥快速啟動 餐廚廢棄物的易降解特性使其極易在堆肥初期積累大量有機(jī)酸，降低堆肥初期的pH，抑制微生物活性，導(dǎo)致堆肥啟動慢、升溫延遲，甚至發(fā)酵崩潰等問題［38-40］。研究表明接種相關(guān)外接堆肥菌劑可有效解決此問題［28，41］，可通過加速餐廚廢棄物堆肥初期有機(jī)酸的轉(zhuǎn)化，改善初期堆肥的pH，為堆肥中的微生物提供適宜的活動環(huán)境，調(diào)控堆肥的優(yōu)勢微生物菌群的演替，進(jìn)而促進(jìn)堆肥的快速啟動升溫，加速堆肥進(jìn)程。如Nakasaki等［42］通過在餐廚廢棄物好氧堆肥初期接種畢赤酵母，快速降解堆肥初期物料中的有機(jī)酸，使堆肥pH值在2 d內(nèi)超過中性水平，有效解決了餐廚廢棄物堆肥初期酸化抑制堆肥啟動的問題。在以餐廚廢棄物為原料的堆肥早期階段均能檢測到乳酸菌的存在，其中乳酸菌片球菌可通過產(chǎn)生乳酸阻止乙酸的生成，從而激活本地堆肥微生物過程，加速堆肥過程。因此有學(xué)者研究了外接乳酸菌在堆肥初期解決其酸化問題的作用。如Tran等［35］將乳酸菌片球菌TM14接種于餐廚廢棄物堆肥中，其可刺激具有降解有機(jī)酸能力的真菌的生長，降解堆肥初期的有機(jī)酸，改變pH值和環(huán)境條件，使其他微生物得以發(fā)揮重要作用；同時發(fā)現(xiàn)將在餐廚廢棄物堆肥初期中占主導(dǎo)地位的乳酸菌片球菌TM14與異發(fā)性乳酸菌TA15按一定比例接種于堆肥中，可以有效地促進(jìn)堆肥過程中有機(jī)物的降解［43］。Song等［44］將耐酸菌劑接種于餐廚廢棄物堆肥，顯著提高乙酸和丙酸降解菌群的相對豐度和微生物多樣性，使堆肥初期酸問題得到有效解決；該研究學(xué)者團(tuán)隊(duì)同期也開發(fā)了一種協(xié)同降解有機(jī)酸的微生物菌群（MCDOA），其能消除由于過度酸化引起的堆肥初期溫度上升滯后，有效縮短堆肥周期［45］。丁杰等［46］通過接種抗酸化復(fù)合菌于以餐廚廢棄物和稻殼為堆肥原料的堆肥中，能有效緩解堆肥初期酸化的抑制作用，使堆肥快速進(jìn)入高溫期且持續(xù)時間更長。以上研究通過添加相關(guān)微生物菌劑促進(jìn)了餐廚廢棄物好氧堆肥在初期酸化環(huán)境下的快速啟動，改善了堆肥升溫滯后問題，也初步說明了相關(guān)微生物的作用機(jī)制，但仍需進(jìn)一步深入研究微生物的協(xié)同作用機(jī)理。

2.2.2 促進(jìn)餐廚廢棄物好氧堆肥進(jìn)程，提升堆肥品質(zhì) 餐廚廢棄物含油量高，抑制了微生物在其好氧發(fā)酵過程中的活動，延長堆肥周期，抑制堆肥腐熟。研究發(fā)現(xiàn)通過添加油脂降解相關(guān)功能的菌劑可明顯改善這一問題。詹亞斌等［47］通過添加自篩并復(fù)配的高效油脂降解菌劑，使餐廚廢棄物堆肥過程中的油脂降解率提升12%，且更快達(dá)到腐熟標(biāo)準(zhǔn)。俞培斌等［48］將枯草芽孢桿菌、巨大芽孢桿菌和地衣芽孢桿菌等比例制作成復(fù)合菌劑用于餐廚廢棄物堆肥，發(fā)現(xiàn)該復(fù)合菌劑不僅能明顯縮短堆肥周期（約40%），而且將餐廚廢棄物降解率提高了31%。萬文娟等［34］將篩選的一株具有油脂降解功能的地衣芽孢桿菌制備成菌劑，添加到以餐廚廢棄物為原料的好氧堆肥中，能夠有效提高降解效率、縮短處理時間。耐熱脂解放線菌（Thermoactinomyces vulgaris A31）接種降低了堆肥的粗脂肪含量，并縮短了堆肥的成熟時間［49］。Awasthi等［50］篩選一株高效高溫油脂降解菌，其在含有餐廚廢棄物處理中的減油率最高可達(dá)65.12%。

我國餐廚廢棄物含鹽量一般為2%-5%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），且隨著地域飲食習(xí)慣的不同而有顯著差異［51］。雖然餐廚廢棄物的高有機(jī)質(zhì)含量使其適合好氧堆肥處理，但其高鹽分含量的特性抑制了堆肥進(jìn) 程［52-53］。含鹽量高于1.5%時，堆肥微生物活性明顯受到抑制，影響堆肥效率［54］。在餐廚廢棄物好氧堆肥過程中接種的微生物菌劑多以通過高耐受鹽濃度的條件篩選功能微生物并進(jìn)行復(fù)配，可以減緩甚至抵消高鹽對微生物活動的抑制作用，進(jìn)而促進(jìn)堆肥進(jìn)程。石娟等［32］通過將耐鹽能力作為篩選條件獲得一株耐鹽嗜熱菌Aneurinibacillus thermoaerophilus H7，具有耐鹽性和降解高濃度油脂的功能，可用于高鹽高油脂含量的餐廚廢棄物堆肥中。陳彥廷［55］通過耐鹽濃度篩選獲得了耐鹽菌株，并復(fù)配了耐鹽的復(fù)合多功能菌劑，可促進(jìn)餐廚廢棄物好氧堆肥的快速啟動和腐熟。陳遠(yuǎn)哲等［56］篩選獲得一株耐鹽菌Staphylococcus equorum，其產(chǎn)生的蛋白酶能在較高鹽濃度環(huán)境中有效地降解蛋清蛋白。余培斌等［48］通過鹽度的耐受性篩選獲得3株具有淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)及油脂強(qiáng)降解力的菌株，并復(fù)配菌劑應(yīng)用于餐廚廢棄物好氧堆肥中，可縮短堆肥周期，提高降解率。

堆肥中的高溫期是難降解有機(jī)物（如纖維素、木質(zhì)素等）降解的重要階段。在餐廚廢棄物堆肥過程接種耐熱復(fù)合菌系可延長高溫期，促進(jìn)有機(jī)質(zhì)的降解，提高堆肥效率。通過在全程高溫堆肥工藝中接種高有機(jī)質(zhì)降解效率的耐熱復(fù)合菌系，可實(shí)現(xiàn)堆肥中難降解物質(zhì)如木質(zhì)纖維素的更快降解，縮短餐廚廢棄物堆肥進(jìn)程［57-58］。李華芝等［36］從廚余垃圾處理系統(tǒng)中分離篩選4株高溫高效菌種，并制成高溫菌劑，24 h內(nèi)對廚余垃圾中粗脂肪和粗纖維有明顯的降解效果，降解效率分別為30.7%和11.3%，粗蛋白含量增加了9.5%。李龍濤等［59］將包含枯草芽孢桿菌、酵母菌和木霉菌的菌劑B1添加到餐廚廢棄物水稻秸稈混合堆肥中，使堆體嗜溫菌代謝活性增高，高溫期更持久，60℃以上高溫期較CK延長了4 d，物料分解較為徹底。還有學(xué)者利用纖維素降解微生物來加強(qiáng)纖維素的降解，如鄒德勛［60］在餐廚廢棄物堆肥過程中加入纖維素降解菌短芽孢桿菌FA2，木質(zhì)素降解率增加了5.09%，促進(jìn)了堆肥腐熟；諸葛誠祥［61］從菌糠中篩選、馴化構(gòu)建的高效纖維素降解菌劑HJ，可促進(jìn)堆肥發(fā)酵，縮短腐熟時間并提高堆化質(zhì)量；Manu等［62］將含有乳酸菌、酵母菌和光合細(xì)菌的復(fù)合菌劑接種于餐廚廢棄物堆肥中，提高了木質(zhì)纖維素降解率，并且有機(jī)肥中的腐殖質(zhì)和黃腐酸含量得到了提高。段紹君等［63］通過接種引進(jìn)日本東北大學(xué)選育的復(fù)合菌種將餐廚廢棄物發(fā)酵分解成有機(jī)肥料，結(jié)果表明復(fù)合菌種處理餐廚廢棄物減量率85%以上，且升溫快速，高溫維持時間較長，腐熟時間較短，腐熟徹底。

以上研究均表明，外接功能菌劑以及復(fù)合菌劑均能在一定程度上促進(jìn)以餐廚廢棄物為原料的好氧堆肥進(jìn)程，但對其作用機(jī)理仍需進(jìn)一步深入研究。餐廚廢棄物堆肥過程受到不同因素的影響，依賴不同功能和類型微生物的協(xié)同作用。進(jìn)一步了解不同微生物類群在餐廚廢棄物堆肥過程發(fā)揮的作用，解析這一復(fù)雜過程中不同微生物的協(xié)同作用機(jī)制，將更加有利于提高堆肥效率，更好地提升堆肥品質(zhì)。同時也可為微生物菌劑的開發(fā)和應(yīng)用提供支持。

2.2.3 降低餐廚廢棄物好氧堆肥的負(fù)面環(huán)境效應(yīng) 餐廚廢棄物的易腐敗特性，致使在處理過程中易產(chǎn)生惡臭氣體，有研究發(fā)現(xiàn)餐廚廢棄物堆肥過程中產(chǎn)生最重要的含氮污染物是氨氣，這與餐廚廢棄物堆肥過程中碳氮比（C/N）較低有關(guān)。傳統(tǒng)的堆肥處理造成養(yǎng)分損失，外接堆肥微生物菌劑可顯著提升堆肥效率，促進(jìn)有機(jī)質(zhì)的降解和轉(zhuǎn)化，減少養(yǎng)分損失，降低臭氣和溫室氣體排放。有研究發(fā)現(xiàn)在食物垃圾與膨體材料混合中接種嗜熱和脂肪分解微生物，可增強(qiáng)餐廚廢棄物的降解，提升堆肥中氮的含量，減少養(yǎng)分損失［58］；在餐廚廢棄物水稻秸稈混合堆肥中接種枯草芽孢桿菌、酵母菌、木霉菌復(fù)合菌劑，促進(jìn)了有機(jī)物的降解，在堆肥完成時的 C/N 更低，堆肥產(chǎn)品的氮、磷含量更高，減少了養(yǎng)分的損失［59］。通過添加紅酵母、葡萄牙棒孢酵母、米曲霉與菌株31418的組合菌于餐廚廢棄物中，對其進(jìn)行發(fā)酵，不僅可以降低發(fā)酵過程中產(chǎn)生的氣味，同時顯著提升了肥料對植物的促生作用。Zhao等［64］通過篩選12株具有高降解性的不同物種優(yōu)勢菌株（8種細(xì)菌、1種放線菌和3種真菌）開發(fā)復(fù)合微生物制劑YH，可顯著抑制堆肥過程中NH3和H2S的排放。鄒德勛［60］研究發(fā)現(xiàn)在餐廚廢棄物中添加菌糠，NH3的釋放量僅占餐廚廢棄物+秸稈處理釋放量的36.49%，堆肥過程的臭味也明顯減少，說明菌糠具有一定的抑臭保氮作用。外接堆肥微生物的添加可減少堆肥過程中的養(yǎng)分損失，促進(jìn)其轉(zhuǎn)化，且可改善堆肥過程中臭氣和溫室氣體的產(chǎn)生，改善堆肥環(huán)境，降低負(fù)面環(huán)境效應(yīng)。

3 總結(jié)與展望

好氧堆肥是實(shí)現(xiàn)餐廚廢棄物資源化的重要途徑之一。而微生物在好氧堆肥過程中起著至關(guān)重要的作用，深入了解餐廚廢棄物堆肥過程中微生物的動態(tài)變化及作用機(jī)理等，對開發(fā)新型外接堆肥微生物菌劑產(chǎn)品，提高微生物在堆肥中的作用具有重要意義。外接堆肥微生物可以起到促進(jìn)餐廚廢棄物好氧堆肥快速啟動，加快腐熟，提高堆肥品質(zhì)，減少臭氣和溫室氣體排放，提高堆肥產(chǎn)品附加值等多方面作用，具有良好的應(yīng)用和市場前景。

我國垃圾分類正在全面推進(jìn)實(shí)施，大規(guī)模以餐廚廢棄物為原料的好氧堆肥處于剛起步階段。餐廚廢棄物的特殊性，如高含水性，多結(jié)合輔助加熱使其在短時間內(nèi)快速降低含水量，以方便運(yùn)輸。但過高的輔助加熱使其含水迅速降低、含鹽量增加等，通常不利于微生物在其處理過程中的定殖和活動，無法對餐廚廢棄物中的有機(jī)質(zhì)等進(jìn)行有效降解，后續(xù)進(jìn)行集中好氧發(fā)酵時還需進(jìn)行各種調(diào)節(jié)來滿足發(fā)酵條件，耗費(fèi)人力物力。此外，部分外接堆肥微生物存在效果不明顯、適用范圍小等問題，一方面是餐廚廢棄物處理的特殊性使外接微生物在其中定殖困難，另一方面還存在與土著微生物的競爭，解決這些問題需要從多方面進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化。首先，要優(yōu)化設(shè)備的處理工藝，使其能夠給微生物提供更適合的環(huán)境，如溫度、pH、通氧量等，使微生物在初步處理餐廚廢棄物的過程中起到最大的作用。其次，在后續(xù)的好氧發(fā)酵過程使其發(fā)酵條件滿足微生物活動所需。另外，需要提升微生物的適應(yīng)性，篩選更有活力、適應(yīng)性更廣的土著微生物，分階段多次添加微生物，保持各階段優(yōu)勢微生物的活性和數(shù)量，將外接微生物與起爆劑（紅糖、蜜糖等）或者其他物質(zhì)混合，給微生物提供更適宜的初始環(huán)境，維持微生物的活性，抵御初始不良環(huán)境的影響，快速啟動發(fā)酵過程。還需結(jié)合現(xiàn)代生物技術(shù)，對不同環(huán)境條件下的餐廚廢棄物好氧發(fā)酵過程中微生物的群落組成、演替、功能和作用機(jī)制進(jìn)行深入解析，為微生物菌劑的研發(fā)和科學(xué)應(yīng)用提供支撐。