当前海南地区农业污染领域面临的一个重大问题是如何减少土壤和水体中的氮磷流失。炭基材料前体物在氧受限环境下热解为固体含碳产物,不仅形成了特殊微观结构组成,而且使其在农业生产管理应用中具有良好的去除和吸附固持能力。因此开发具有高性能和低成本的材料对土壤改良和水污染控制至关重要。本文利用热带农业废弃物（椰壳）制备生物炭,研究分析不同制备条件对生物炭养分特性及不同添加量对土壤和污水中氮、磷元素的影响,并就相关机理进行初步探讨。采用室内模拟土柱淋溶试验,生物炭返田实验,污水吸附去除氮磷实验,探究生物炭应用于有效固定土壤中氮磷和污水处理的可行性,以期为农业废弃物的处理、资源化利用提供新途径,同时为农作物产量提高技术集成及模式构建提供科学依据。主要结论如下:（1）选择典型的热带农业废弃物椰壳为炭基材料,研究制备条件对生物炭基本特性的影响。研究结果表明:随着热解温度的升高,生物炭产率降低;其碱性和电导率逐渐升高;灰分含量增加;C含量增加,N、H、O等元素的含量减少;生物炭芳香性在高温下而得到增强;羟基、酚羟基、内酯基、羧基等为椰壳炭基材料所含的重要基团;高温制备的生物炭中碳的热稳定性要比低温制备的生物炭高。（2）基于室内模拟土柱浸出试验,探究炭基材料对养分的淋失、持留。结果表明,添加不同比例生物炭的实验组淋溶液体积累积量、氨氮浓度均小于对照组,且处理量越大,淋溶液p H越大。淋溶液中总氮含量随时间变化趋势基本一致,浓度总体均呈下降趋势,总磷含量随时间变化波动性较大,与对照处理0%相比,生物炭处理后对应的总氮淋溶浓度分别减少了2.15%（2%）、1.98%（4%）、1.65%（6%）、2.45%（8%）;总磷的淋溶流失浓度分别有效减少约为12.5%（4%）、17.3%（6%）,16.2%（8%）。（3）通过盆栽和炭基材料返田试验,研究了生物炭在土壤一植物系统中生物有效性及其响应。结果表明:生物炭的添加提高了植物种子的发芽率,促进了两种农作物的生长,增加了其生物量及根系形态。施加生物炭的处理使得碱解氮和有效磷的含量表现为:BC8%＞BC6%＞BC4%＞BC2%＞BC0%,表明两种农作物对N和P的生物有效性增强,减少N的淋失,增加土壤N的持留,促进肥料利用效率。炭基材料所含营养物质的直接供给对植物生长发育机制起主导作用;土壤性质的调整会引起其水分和养分有效性,改善植物根系生长。（4）研究了不同生物炭投加量对污水中氮磷处理效果影响。研究结果表明,2%、4%、6%和8%生物炭投加量处理,氨氮的去除率有效增加2.2%、2.0%、2.1%、2.7%;TN去除率有效增加2.5%、5.6%、8.5%、16.7%,而TP去除率有效增加9.9%、8.3%、5.6%、8.7%;此外,活性污泥絮体的结构更加稳定,吸附在污泥絮体中的含磷污染物,更稳定的附着在活性污泥的絮体中。说明,一定程度上在活性污泥中投加生物炭是去除污水中氮磷的有效措施,降低了污水中总磷和总氮的含量。