堆肥过程中腐殖质的合成是提高有机肥品质的关键。生物炭已被发现是一种低成本、环保和有效的腐殖质合成促进剂，但在堆肥过程中，生物炭驱动腐殖质合成的机制尚不清楚。中国科学院亚热带农业生态研究所李德军研究员团队研究了生物炭添加对桑枝和猪粪堆肥过程中腐殖质合成的影响（图1）。利用荧光光谱、高通量测序、宏基因组学和代谢组学等先进技术，综合分析了堆肥过程中真菌群落、功能基因和代谢特征，阐释了生物炭添加对腐殖质形成的影响机制。在成熟期，添加生物炭使黄腐酸和腐殖酸的生成效率分别比对照提高了17.4%和39.4%。添加生物炭显著提高了温度、木质纤维素降解以及脲酶、过氧化物酶、锰过氧化物酶和木质素过氧化物酶的活性，并改变了真菌群落组成和多样性，后者与腐植酸含量显著相关。真菌群落的改变提升了高温期和成熟期腐解真菌功能和CAZyme基因的表达。最终，生物炭添加显著提高了成熟期外源性物质代谢(双酚类代谢和醌类生物合成)和氨基酸代谢(色氨酸代谢和酪氨酸代谢)，从而通过产生喹啉类、酚类和芳香氨基酸等代谢产物促进腐殖质物合成。综上所述，生物炭添加可以通过选择性调节堆肥过程中真菌群落和代谢特征，有效促进腐殖质的合成，从而有利于有机肥施用后土壤肥力和健康的改善。
