生物炭肥具有减缓肥料养分释放速率,改善土壤环境和减轻农田病虫害等诸多优点,同时,将生物炭与传统化肥复合制备生物炭肥既能解决生物质资源浪费严重的问题,又能减少传统化肥使用量,实现农业生产过程的节能环保。本文以稻壳生物炭、尿素为原料,通过不同成型方式制备了三种具备缓释效果的新型稻壳炭基尿素肥。通过研究成肥工艺/技术参数对稻壳炭基尿素肥成型、养分释放性能和内部结构的影响,探讨稻壳炭与尿素之间的成型机制和养分释放机制,为稻壳炭基尿素肥的工业化推广应用提供理论依据和实验基础,本论文的具体研究内容和结论如下:1、系统的研究了热解温度对稻壳炭理化特性的影响规律,并探讨了稻壳炭对水溶液下尿素态氮的吸附机制,试验结果表明,随着热解温度从350℃升高至650℃,稻壳炭的炭得率、挥发分含量、官能团数量等逐渐减少,而p H值、固定碳含量、比表面积等逐渐增加。稻壳炭对尿素态氮的吸附能力随着热解温度的升高而增强,通过对吸附数据进行模型拟合,发现吸附行为由单核、双核的物理吸附、表面化学吸附和粒子内扩散机制协同作用。2、根据尿素晶体加热熔融-冷却结晶的相关理论,以稻壳炭和尿素晶体为原料,以熔融尿素为“粘结剂”,采用熔融尿素渗透的方法制备了稻壳炭基尿素肥（RHBF）,研究了成型工艺参数对RHBF成型性能,养分释放性能和内部结构特性的影响。结果表明,当加热温度为150～155℃,加热时间为18～22 min,炭/肥比例为1:1～1:1.5,生物炭粒径为75～120μm,稻壳炭热解温度为550～650℃时,RHBF的成型性能达到最佳。结构分析结果表明,重结晶后的尿素晶体充分渗入到稻壳炭孔隙内部,界面融合良好,二者通过固体桥、机械互锁的形式相互结合,并且通过形成氢键进一步增强了分子间结合强度。淋溶试验结果表明,养分释放曲线呈现“S”型发展,养分释放主要分为缓慢释放、快速释放和极缓慢释放三个阶段,其养分释放速率主要受到氢键力、孔道吸附力作用的影响。3、使用万能试验机采取热挤压的方式制备了稻壳炭基尿素肥（P-RHBF）,通过控制各成型技术参数,对P-RHBF的力学性能和养分释放性能进行调控。研究结果表明,综合考虑各项成型指标,P-RHBF的较佳成型参数范围为:加热温度130～135℃,成型压力1.0～1.5 KN,炭/肥比例2:1,醋酸酯淀粉添加量2～4%;与RHBF相比,P-RHBF可以缩短稻壳炭基尿素肥的成型时间和降低加热温度。养分释放结果表明,醋酸酯淀粉作为添加剂可以有效降低养分释放速率,且释放周期随着淀粉添加量的增加而延长,表现出了优异的缓释性能。4、采用流延法制备了稻壳炭/醋酸酯淀粉-尿素（RHBC/AS-UR）复合膜,以复合膜为外膜制备了包膜稻壳炭基尿素肥,对复合膜的微观形貌、力学性能、热稳定性等性能进行了表征分析,并对比分析了纯尿素与包膜稻壳炭基尿素肥的养分释放规律。结果表明,稻壳炭可以均匀的分散于RHBC/AS-UR复合膜中,并与尿素-醋酸酯淀粉形成新的交联体结构,界面融合良好,此外,相比醋酸酯淀粉膜,RHBC/AS-UR复合膜的热稳定性能和抗拉力学性能均得到一定程度提升。养分释放结果表明,包膜稻壳炭基尿素肥的释放速率随RHBC/AS-UR复合膜中尿素添加比例的增加而先减小后增大,当尿素添加比例为18.2%时,包膜稻壳炭基尿素肥的释放速率最慢,总释放率最小。