中国科学院亚热带农业生态研究所李德军教授带领的研究团队在可持续农业领域取得重大进展。团队围绕利用合成微生物群落(SynCom)增强木质纤维素降解、改善堆肥转化及促进作物生长展开研究，相关成果分别发表于《化学工程杂志》《生物资源技术》和《微生物学》，为可持续农业发展提供了新见解与策略。

在现代农业中，堆肥是处理农业废弃物、将有机废弃物转化为肥料并改善土壤质量的环保方式。而 SynCom 在木质纤维素降解方面的应用，正成为提高堆肥效率的关键策略。同时，作物健康与土壤微生物群落平衡紧密相关，SynCom 可调节作物根际微生物群，增强作物养分吸收与抗逆性，促进生长并提升抗病能力。

该团队取得多项重要成果。首次揭示了 SynCom 在堆肥高温阶段促进木质纤维素降解的关键机制。接种 SynCom 后，木质素、纤维素和半纤维素含量显著降低，漆酶、锰过氧化物酶、纤维素酶和木聚糖酶等关键降解酶活性提高。宏基因组分析显示，合成的微生物群落增强了与碳水化合物、氨基酸、维生素和能量代谢相关的微生物代谢途径，从基因水平优化了堆肥过程中微生物群落的结构和功能。

此外，SynCom 通过调节真菌群落进一步增强了堆肥材料转化。研究发现，接种后头孢菌属和嗜热菌属等关键真菌属相对丰度增加，与木质纤维素降解密切相关的功能群活性显著提高。关键物种 Hydropisphaera(OTU10)的显著富集是木质纤维素降解的重要驱动因素，提高了堆肥成熟后有机肥质量。

在作物生长促进方面，团队探索了 SynCom 对辣椒生长的影响。接种 SynCom 后，辣椒植株高度、茎粗、叶片数量、叶绿素含量和根系活力均显著提升。高通量测序结果表明，根际微生物群落丰富度和关键属丰度提高，尤其是与作物生长密切相关的粪壳菌门和假结节杆菌相对丰度上升。

总体而言，这些研究证明合成微生物群落接种是有效且环保的农业废弃物管理和作物增产方法，为推进可持续农业提供了新策略与技术基础。随着对 SynCom 研究的深入，其在优化堆肥和农业生产方面的潜力将不断释放，对促进绿色农业发展发挥重要作用。

更多信息： Shuangshuang Chen 等人，合成微生物群落增强堆肥高温阶段木质纤维素降解：宏基因组学和代谢途径洞察，《化学工程杂志》 (2025)。