近日，石河子大学化学化工学院-微生物合成与制造课题组（范建华教授、安雄芳副教授）在污水污泥资源化与磷素高效回收领域取得新进展，相关成果发表于期刊Green Carbon。Green Carbon（绿碳，ISSN 2950-1555）是由中国科学院青岛生物能源与过程研究所创办、与科爱集团联合出版的开放获取英文学术期刊，入选中国科技期刊卓越行动计划高起点新刊。

磷是农业生产与生态系统不可或缺的不可再生资源。当前，全球磷矿资源日趋紧缺，而污水污泥作为重要的“磷资源库”，其中磷多以难溶性矿物态存在，生物有效性极低，难以被植物直接利用。同时，游离态解磷菌存在定殖能力差、环境耐受性弱等问题，限制了其实际应用。

针对这一关键技术瓶颈，团队从污水污泥中筛选获得一株高效耐逆解磷菌—解鸟氨酸拉乌尔菌（R. ornithinolytica，PSB1）。该菌株对多种难溶性磷酸盐均具有优异的溶解能力，且耐盐碱性强、环境适应性广（图1）。

图1 高效耐逆解磷菌PSB1的筛选

在此基础上，团队以富磷污泥炭为载体，成功构建了PSB1@PBC生物炭-微生物复合体系。实验结果表明，该复合体系使菌体密度提升1.51倍，4天内可溶性磷释放量达26.80 mg/g，为未改性污泥炭的17.5倍，且磷释放呈现“快速释放—缓慢稳定”的养分供给特征，高度契合农业生产对持续供磷的实际需求（图2）。

图2 生物炭基菌剂的构建与磷释放效率

研究进一步揭示了微生物酸化、酶促矿化、螯合辅助溶解三重协同解磷机制，实现了稳定态磷向生物有效态磷的定向转化。动力学分析明确了复合体系扩散控制的磷释放规律，为技术优化与应用推广提供了理论支撑（图3）。

图3 复合体系协同解磷的分子机制

该成果将污泥处理、磷资源回收与农业资源化利用有机结合，为破解磷资源短缺难题、提升污泥高值化利用水平、推动农业绿色可持续发展提供了新的技术方案，契合国家“双碳”战略与区域生态环境保护需求。

该研究得到了国家自然科学基金（22408237, 32541085）、天池英才计划（CZ002735(3123), BT2025TCYC0060）、石河子大学科研启动项目（RCZK202330）等基金的支持。石河子大学化学化工学院为第一完成单位，第一作者为2023级研究生杨思袆同学（已发表两篇中科院1区TOP论文，目前已转博，继续从事该课题研究），范建华教授、安雄芳教授为该论文共同通讯作者，另外，本论文也得到宁波大学-程鹏飞教授，浙江大学-田兵教授，俄罗斯远东分校-Artem Yurevich Manyakhin研究员的共同指导。

（图文：安雄芳 初审：张海洋 复审：刘平 终审：徐炜杰）