生物炭基肥实质上是利用特定的方法将生物炭与普通肥料通过一定比例混合而成的颗粒状具有缓/控释性能的肥料。相较于普通肥料,生物炭基肥具有改善土壤环境、提高养分利用率的优点,但传统的生物炭基肥由于其强度不足,运输中损失严重,并且对于农作物生长周期的肥效需求依旧存在养分释放过快的问题。因此,可考虑对其进行包膜以达到增强颗粒强度、提高养分利用率的目的。基于此,本文在之前学者的研究基础上筛选出了新型包膜材料,得到了膜材料组分最佳配比及最优成膜工艺,并对包膜材料进行养分渗透性测试;然后研究了生物炭基肥包膜工艺,得到最佳包膜工艺参数;最后进行未包膜生物炭基肥和包膜生物炭基肥养分释放特性及吸湿特性的对比试验,主要工作以及结论如下:(1)生物炭基肥包膜材料配比研究。筛选出成膜材料、交联剂、增塑剂、乳化剂分别为乙基纤维素、戊二醛、邻苯二甲酸二乙酯、吐温-80。以成膜材料用量、交联剂用量、增塑剂用量、乳化剂用量为考察因素,以膜材料的抗拉强度、断裂伸长率、吸水率、损失率为评价指标,进行单因素试验和正交试验。最终得到最优配方为:乙基纤维素用量为5%、邻苯二甲酸二乙酯用量为0.6%、戊二醛用量为1.2%、吐温80用量为0.4%。该试验条件下制备的膜的综合性能最佳,抗拉强度为16.72MPa,断裂伸长率为3.35%,吸水率为8.96%,损失率为6.35%。(2)生物炭基肥包膜材料成膜工艺研究。研究交联时间、交联温度、pH、烘干时间、烘干温度、烘干量对膜材料物理机械性能的影响,设计单因素和正交试验。正交试验结果表明,最优的成膜工艺为:交联时间为3h,交联温度为50℃,pH为5,烘干时间为8h,烘干温度为50℃,烘干量为25g。在此试验条件下做了3次验证试验,结果显示膜的抗拉强度为13.81MPa,断裂伸长率为2.26%,吸水率为6.91%,损失率为4.67%。包膜材料养分渗透性测试结果表明:第28天时生物炭基肥累计养分透过率为60.27%,当生物炭基肥累计养分透过率达到80%时需要的时间为88天。(3)生物炭基肥包膜工艺研究。在包膜材料配比和成膜工艺试验结果的基础上,分别从单因素和正交试验探索包膜生物炭基肥包膜工艺。正交试验直观分析结果显示,包膜生物炭基肥包膜工艺最优方案为:喷液速度为0.5mL/min,包膜温度为65℃,烘干温度为65℃,喷液次数为3次。正交试验方差分析结果表明:因素喷液次数对初期养分溶出率和颗粒强度均影响极显著(P<0.01),因素喷液速度只对颗粒强度影响显著(P<0.05),喷液速度和烘干温度的交互作用对初期养分溶出率影响显著(P<0.05)。且方差分析与直观分析结果相同,保证了最优工艺方案的准确性。(4)包膜对生物炭基肥特性影响研究。为进一步研究包膜与未包膜的生物炭基肥特性的差异,设计并进行了养分淋溶试验和吸湿性测试。养分淋溶试验显示:包膜生物炭基肥相比未包膜生物炭基肥的初期养分释放率降低9.62%,30天养分累计释放率降低20.84%。包膜生物炭基肥淋溶至60天其养分累计释放率为70.46%,而未包膜生物炭基肥在淋溶至30天养分累计释放率已经达到89.17%。t检验结果表明:在养分释放期内包膜生物炭基肥的养分累计释放率较未包膜生物炭基肥的养分累计释放率有显著减小,包膜生物炭基肥具有较好的控释效果。吸湿性的测试结果表明:包膜生物炭基肥相较于未包膜的生物炭基肥吸湿速度更慢;包膜后的生物炭基肥比未包膜的生物炭基肥最快的吸湿速率时长减少了3天,且最大的吸湿率差值在第21天达到7.59%。膜材料能够有效阻隔空气中的水蒸气进入生物炭基肥内部,减少肥料价值的损失,延长其保存期。