堆肥:一种基于自然的解决方案—新著探讨农业残留物管理与可持续实践

近日，一部聚焦农业废弃物资源化利用的学术著作《Composting of Farm Residues by Nature-Based Solutions》（中译：基于自然解决方案的农场残留物堆肥）由Springer出版社正式出版。该书由来自中国、葡萄牙、挪威、俄罗斯等多国学者共同编写，系统梳理了堆肥技术的发展脉络、微生物作用机制及在不同农业体系中的应用前景，展现了国际科研合作在农业可持续发展领域的最新探索。

一、一部跨学科、跨地域的集体成果

本书由中欧政府间科技合作项目“基于自然解决方案的农业营养管理国际合作”（项目编号：2023YFE0104700）中方项目组成员——中国农业大学资源与环境学院张涛副教授，联合葡萄牙蒙特斯与奥拓杜罗大学的Rupesh Kumar Singh、Henrique Trindade、João Ricardo Sousa，挪威生物经济研究所的Arne Sæbø，以及俄罗斯南方联邦大学的Vishnu D. Rajput共同主编。

本书汇聚了来自中国、希腊、西班牙、德国、英国、荷兰、挪威、意大利、波兰等多国科研机构与高校的专家学者，系统呈现了堆肥过程在温室气体减排、养分循环强化、微生物群落演替及污染物协同控制等方面的最新研究进展与前沿认知。全书以多学科交叉融合为主线，融合环境科学、土壤学、微生物学与农业工程等领域的理论与方法，构建了面向可持续农业与资源循环利用的综合性科学框架，体现了自然解决方案在农业营养管理中的国际研究前沿与实践潜力。

二、从历史传承到现代创新：堆肥技术的演进与挑战

本书从堆肥的历史溯源入手，系统回顾了从古代文明到现代工业的堆肥技术发展脉络。书中指出，早在公元前5000年，苏格兰地区已有利用腐烂粪肥进行作物栽培的记录，而中国在春秋战国时期已形成对有机肥料与作物产量关系的系统认识。在此基础上，作者进一步分析了现代堆肥技术在规模化应用中面临的核心挑战。研究指出，不同类型的堆肥原料，如作物秸秆、木质材料、畜禽粪便、食品废弃物等，对堆肥过程的碳氮比、温度变化及温室气体排放具有显著影响。书中通过大量实证数据，对比了传统条垛堆肥、强制通风静态堆肥、容器堆肥等多种工艺的优缺点，为优化堆肥系统提供了科学依据。

三、微生物机制与功能调控：堆肥过程的科学基础

堆肥的本质是微生物驱动的有机物降解与稳定化过程。本书利用现代分子生物学手段，深入解析了堆肥各阶段的微生物群落演替规律。研究显示，在嗜热阶段（45-70 ℃），芽孢杆菌属（Bacillus）、热杆菌属（Geobacillus）等嗜热细菌成为主导，高效降解纤维素、半纤维素等复杂有机质；而在降温与腐熟阶段，放线菌与真菌则参与木质素的分解与腐殖质形成。

书中还专题讨论了堆肥过程中温室气体（甲烷、氧化亚氮）与氨气的排放机制及其调控策略。研究指出，通过优化通气策略、调节物料含水率、添加生物炭等外加物质，可有效减少氮素损失并降低环境排放。

四、基于自然的解决方案：从技术研发到农业应用

本书特别关注“基于自然的解决方案”在堆肥领域的实践意义。这一理念强调利用自然过程本身实现资源循环与生态效益，与中国和欧盟在农业可持续发展领域的共同目标高度契合。书中多篇章节围绕堆肥产品在土壤改良、作物营养、病害抑制等方面的应用效果展开，展示了从实验室研究到田间示范的系统性探索。

值得一提的是，本书的研究工作得到了欧盟“地平线欧洲”创新计划ECONUTRI项目的资助（项目编号：101081858），该项目由来自中国、希腊、西班牙、德国、英国、荷兰、挪威等国的24家单位共同参与，旨在通过创新技术和理念推动农业养分管理的生态转型。中国农业大学作为中方牵头单位，承担了养殖废水处理、有机废弃物资源化、水肥精准调控等关键任务。

五、面向未来的农业可持续性

在全球应对气候变化、推动循环经济发展的背景下，堆肥技术正在从传统的废弃物处理手段，逐步演变为支撑农业绿色转型的重要工具。本书不仅系统梳理了堆肥科学与技术的前沿进展，也提出了未来研究方向，包括：

· 发展适应不同气候与土壤条件的区域性堆肥技术；

· 探索人工智能、物联网等技术在堆肥过程监测中的应用；

· 加强堆肥产品中微塑料、抗生素残留等新兴污染物的风险评估；

· 推动堆肥标准国际互认，促进高质量有机肥料的推广应用。

《Composting of Farm Residues by Nature-Based Solutions》不仅是一部关于堆肥技术的学术著作，更是中欧科研合作在农业可持续发展领域的一次深度实践。在ECONUTRI项目框架下，中欧双方围绕废弃物处理、养分管理、温室气体减排等共同议题，形成了优势互补的研究网络。本书的出版，为农业科学研究者、政策制定者及农业从业者提供了一份兼具理论深度与实践价值的参考资料，也为推动全球农业绿色转型贡献了一份跨国的学术力量。

参考文献

[1]Singh, R. K., Trindade, H., Sousa, J. R., Sæbø, A., Rajput, V. D., & Zhang, T. (Eds.). (2026). Composting of farm residues by nature-based solutions: A potential key towards sustainable agricultural practices. Springer Nature Switzerland. https://doi.org/10.1007/978-3-032-12255-1.