炭基微生物肥料制備工藝及性質分析

索桂芳，呂豪豪，汪玉瑛，劉玉學，何莉莉，楊生茂，3，*

(1.浙江師范大學 化學與生命科學學院，浙江 金華 321004；2.浙江省農(nóng)業(yè)科學院 環(huán)境資源與土壤肥料研究所，浙江 杭州 310021；3.浙江省生物炭工程技術研究中心，浙江 杭州 310021)

隨著我國經(jīng)濟發(fā)展、人口增長及耕地面積的逐年減少，施用化肥成為提高糧食產(chǎn)量、應對糧食安全問題的重要應對措施。目前，我國化肥施用量大，但利用率較低[1]。肥料利用率低不僅造成資源的大量浪費，而且對人類賴以生存的環(huán)境造成污染，直接危害人類健康[2-3]。兼顧肥料施用的經(jīng)濟效益與環(huán)境效益，研制新型肥料成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中亟待解決的關鍵問題[4]。近年來，生物炭作為一種新興的環(huán)境功能材料，因具有良好的吸附性能可以作為養(yǎng)分載體而受到肥料產(chǎn)業(yè)的關注。生物炭是生物質在無氧或缺氧條件下，經(jīng)過高溫熱裂解過程形成的一類難熔的、穩(wěn)定的、高度芳香化的固態(tài)物質[5]。生物炭具有比表面積大、孔隙度高的特點，表面有大量活躍的官能團，具有良好的吸附性能和較強的離子交換性能，可改善土壤陰、陽離子交換量。生物炭作為肥料載體可以吸持養(yǎng)分，提高肥料的利用率[6-7]。

國內外學者將生物炭作為載體制備炭基肥料，結果表明，施用炭基肥料對土壤和作物均有良好的效果[8-9]。高海英等[10]以竹炭、木炭、硝酸銨為原材料，制備了竹炭基氮肥和木炭基氮肥，施入土壤中，可顯著促進小麥、糜子的生長，增產(chǎn)，并能提高氮肥利用率，延長肥料養(yǎng)分在土壤中的存留期，減少養(yǎng)分淋失。鐘雪梅等[11]用黏結劑將竹炭包裹在尿素表面，制成竹炭包膜尿素，該肥料能顯著降低尿素氮在土壤中的淋失，提高氮肥利用率。Khan等[12]將木炭浸入氮磷鉀營養(yǎng)液中，通過吸附法制備生物炭基復合肥，該肥料可顯著增長養(yǎng)分在靜置水及土壤淋洗液中的釋放時間。Steiner等[13]將生物炭與硫酸銨、氯化鉀及過磷酸鈣等化肥摻混造粒成復合肥，可顯著延長氮素的供應期，促進作物對氮、磷的吸收。在肥料中添加具有固氮、溶磷、解鉀等功能的微生物，可以促進養(yǎng)分轉化循環(huán)，提高土壤的生物肥力和基礎地力，對病蟲害也有一定的抑制作用[14-15]。生物炭作為生物肥料接種劑的載體，還可以支撐它們在土壤中的生長與釋放。Ogawa等[16]用木炭和竹炭作為生物菌的接種載體制備微生物肥料，施入土壤后，提高了土壤養(yǎng)分含量和作物產(chǎn)量。針對我國氮肥用量過度及使用不合理的現(xiàn)狀，學者對具有固氮功能的微生物進行了大量研究，希望通過在土壤中加入固氮微生物活化土壤中的氮素，提高養(yǎng)分利用率，減少氮肥的施用[17]。近年來，炭基肥料與微生物肥料作為2種高效環(huán)保肥料都得到了迅速發(fā)展，但以生物炭為載體、將普通氮磷鉀肥與微生物混合，制備炭基微生物肥料的研究仍較為缺乏。

本文在炭基肥料與微生物肥料研究的基礎上進行創(chuàng)新，將生物炭與氮磷鉀肥及具有固氮功能的微生物進行復合，利用3種工藝小試制備炭基微生物肥料，對其性質進行初步研究，以期為生物炭在肥料生產(chǎn)中的應用提供參考，同時為新型環(huán)保肥料的發(fā)展提供新思路。

1 材料與方法

1.1 生物炭材料

供試生物炭材料為稻殼炭，系水稻殼在500 ℃限氧環(huán)境下生產(chǎn)。將稻殼炭磨細，過0.45 mm篩，于烘箱中70 ℃烘24 h，貯存在干燥設備中備用。對稻殼炭進行pH值、元素含量、灰分等性質測定，并進行電鏡掃描與紅外光譜分析。

1.2 肥料原料

尿素(總N≥46.4%)、過磷酸鈣(P2O5≥12.0%)、氯化鉀(K2O≥60.0%)，均過0.45 mm篩備用。從山東綠隴生物技術有限公司購入粒徑0.149 mm的凹凸棒粉和聚乙烯醇，分別作為調節(jié)劑和黏結劑使用。

1.3 微生物

實驗所用微生物為枯草芽孢桿菌(Bacillussubtilis，BS)休眠孢子粉，購自山東綠隴生物技術有限公司，有效活菌數(shù)≥2.08×109g-1。

1.4 制備工藝

基于操作可行性，選擇摻混法、吸附法和混合造粒法3種方法進行炭基微生物肥料的試制[18]。各處理編號及設計如下：CBS10，摻混法，稻殼炭添加量10%；CBS20，摻混法，稻殼炭添加量20%；CBS30，摻混法，稻殼炭添加量30%；XBS10，吸附法，稻殼炭添加量10%；XBS20，吸附法，稻殼炭添加量20%；XBS30，吸附法，稻殼炭添加量30%；HBS10，混合造粒法，稻殼炭添加量10%；HBS20，混合造粒法，稻殼炭添加量20%；HBS30，混合造粒法，稻殼炭添加量30%。

1.4.1 摻混法

按47.50%、23.75%、23.75%和5.00%的比例分別稱取一定量的尿素、過磷酸鈣、氯化鉀和枯草芽孢桿菌孢子粉，再分別加入10%、20%和30%的稻殼炭，將以上物料充分摻混均勻，即得含炭量分別為10%、20%和30%的3種摻混型炭基微生物肥料。

1.4.2 吸附法

按47.50%、23.75%和23.75%的比例分別稱取一定量的尿素、過磷酸鈣和氯化鉀溶于蒸餾水中，待其充分溶解后，再分別加入10%、20%和30%的稻殼炭與5%的枯草芽孢桿菌孢子粉于該溶液中，攪拌20 min混勻，平衡24 h后于烘箱中低溫風干，制備生物炭含量分別為10%、20%和30%的3種吸附型炭基微生物肥料。

1.4.3 混合造粒法

按40%、20%、20%和5%的比例分別稱取一定量的尿素、過磷酸鈣、氯化鉀和枯草芽孢桿菌孢子粉投放于BY-300小型包衣機中，再分別加入10%、20%、30%的稻殼炭及一定量的凹凸棒粉作為調節(jié)劑，設置包衣機轉速為65 r·min-1，攪拌30 min，使物料充分混勻后，均勻噴灑4%的聚乙烯醇水溶液(黏結劑)，及適量蒸餾水，使物料成粒。根據(jù)稻殼炭添加量的不同，適當調整凹凸棒粉和黏結劑的添加量，使之總量為15%。造粒完成后放于烘箱中35 ℃烘干，即制成稻殼炭含量為10%、20%和 30%的3種混合造粒型炭基微生物肥料。

1.5 性質測定

1.5.1 表面結構分析

選擇3種工藝制備的稻殼炭添加量為20%的炭基微生物肥料(CBS20、XBS20、HBS20)，采用Hitachi S-4800型掃描電子顯微鏡(scanning electron microscope， SEM)觀察其表面結構，并記錄圖像。

1.5.2 元素分析

稱取0.005 0 g干燥后過0.149 mm篩的炭基微生物肥料，采用Vario Isotope Cube型元素分析儀測定。運行條件：高純氧0.2 MPa，氦氣0.12 MPa，爐溫1 150 ℃。測得炭基微生物肥料中C、H、N、S元素的含量，采用差減法計算O元素含量。

1.5.3 pH值測定

pH的測定采用復合電極法。稱取1 g過2 mm篩的炭基微生物肥料，以肥水質量比1∶25用Mettler Toledo LE 438型pH計測定樣品的pH值。

1.5.4 肥料總養(yǎng)分測定

稱取一定量過0.149 mm篩的3種工藝制備的炭基微生物肥料，進行全氮、有效磷和速效鉀的測定。Kjeltec 2300型全自動凱氏定氮儀測定全氮含量，UV-6100紫外分光光度計測定有效磷含量，F(xiàn)P6410型火焰光度計測定全鉀含量。據(jù)此計算炭基微生物肥料的總養(yǎng)分含量。

1.5.5 有效活菌數(shù)檢測

為考查微生物加入肥料的時效性，在炭基微生物肥料制備完成60 d后檢測其有效活菌數(shù)[19]：1)稱取過0.45 mm篩的肥料10 g，在搖床上200 r·min-1充分振蕩30 min，即制成母液菌懸液，根據(jù)預實驗結果，依次稀釋至103、104、105倍保存待用；2)配制枯草芽孢桿菌培養(yǎng)基，滅菌后裝入廣口瓶待用；3)在無菌工作臺倒平板，開蓋，紫外燈下照射15 min，待培養(yǎng)基凝固；4)分別吸取不同稀釋度的菌懸液0.1 mL，加至凝固好的培養(yǎng)基平板上，用無菌涂布棒將菌懸液均勻涂于瓊脂表面；5)每一稀釋度重復3次，同時以無菌水作空白對照，在37 ℃條件下培養(yǎng)24 h[20]，數(shù)菌并計算有效活菌數(shù)。

1.5.6 緩釋效果分析

采用氮素累積水溶出率實驗初步驗證炭基微生物肥料的緩釋效果，在GB/T 23348—2009方法的基礎上適當改進：1)稱取過2 mm篩的9個炭基微生物肥料樣品各2.0 g，放入孔徑為150 μm的尼龍網(wǎng)袋中，封口；2)將網(wǎng)袋緩慢放入加有200 mL蒸餾水的錐形瓶中，用小型自封袋封口后，置于25 ℃的恒溫培養(yǎng)箱中；3)每隔24 h取樣一次，每次取樣10 mL，取樣后再補進等量的蒸餾水，如此反復7次；4)重復3次，并設置對照；5)水樣采用multi C/N 3100型TOC分析儀測定氮的含量。

1.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

在Excel 2013平臺上進行數(shù)據(jù)整理，方差分析及多重比較在DPS 7.5平臺上完成。采用Adobe Photoshop 7.0軟件處理SEM圖像，采用Origin 8.5軟件處理紅外光譜圖像。

2 結果與分析

2.1 稻殼炭性質

2.1.1 基本性質表征

選用的稻殼炭主要元素為碳，質量分數(shù)高達65.38%，其次還包括氫、氮、氧，含量分別為2.23%、0.47%、31.92%，灰分含量較高，達49.10%，表明此稻殼炭中含有較多的礦物質。稻殼炭的比表面積為56.03 m2·g-1，總孔容為0.043 cm3·g-1。稻殼炭pH值為8.22，呈堿性，這是由于稻殼炭中含有較多的鹽基離子(如鈣、鈉、鎂、鉀等)和堿性基團，能夠降低氫離子和交換性鋁離子的水平，提高土壤的pH值[21]。也有人認為，炭化過程中一些酸性官能團被熱解，使H+以H2O的形式脫離炭體而導致生物炭pH值呈堿性。稻殼炭具有較大的比表面積和豐富的孔隙結構，因此具有良好的吸附性能。

2.1.2 表面結構

圖1為稻殼炭放大2 500倍(圖1-a)和10 000倍(圖1-b)時觀察到的掃描電鏡圖。由圖1-a可知，稻殼炭是非均質的塊狀物質，表面質地緊密，具有大量的孔隙結構，大小不一、形態(tài)各異，凹凸不平的表面使稻殼炭具有較大的比表面積，為吸附物質提供了良好場所。觀察圖1-b可知，稻殼炭表面零星分布著一些碎屑狀的物質，可能是稻殼炭中灰分元素形成的鹽晶體[22]，也可能是稻殼炭熱解溫度較高，原料受熱釋放熱量，使內部孔道沖開，因而孔道分布變得無序，致使稻殼炭表面的粗糙程度增大。

圖1 稻殼炭掃描電鏡圖Fig.1 SEM micrographs of rice husk biochar

2.1.3 傅里葉紅外光譜

傅里葉紅外光譜能夠定性地分析稻殼炭的官能團組成，幫助了解稻殼炭的結構及性質。分析圖2可知，稻殼炭主要吸收峰的位置分別出現(xiàn)在3 398、1 599、1 095、790、467 cm-1附近。3 398 cm-1附近寬的吸收峰，是分子間氫鍵—OH的伸縮振動峰，這些羥基一部分來源于有機物中的碳水化合物，另一部分為樣品中的水分；1 599 cm-1附近是芳香環(huán)中C=C、C=O的伸縮振動以及—COO—的反對稱伸縮振動；1 095 cm-1附近是碳水化合物中C—O的伸縮振動；790 cm-1附近為C—H面外彎曲振動峰，使稻殼炭具有明顯的芳香結構；467 cm-1附近為Si—O伸縮振動峰，說明稻殼炭中含有一定量的礦物質。稻殼炭中的碳大多以雙鍵、芳香環(huán)存在，結構穩(wěn)定，其表面豐富的羥基、羧基和羰基等化學官能團賦予了稻殼炭強大的吸附性能，使其能夠作為吸附材料在肥料生產(chǎn)中得到廣泛應用。

2.2 炭基微生物肥料性質

2.2.1 表面結構

圖3是3種工藝稻殼炭添加量為20%的炭基微生物肥料的掃描電鏡圖。摻混型肥料的結構以稻殼炭為依托，其上成條帶狀或顆粒狀的物質可能是吸附的氮磷鉀肥料與微生物孢子粉，但吸附總量不多，在稻殼炭添加量為20%時，仍能清晰地看到稻殼炭的表面。吸附型炭基微生物肥料的稻殼炭表面出現(xiàn)了大量片狀物質，圖3-d與圖3-b相比，生物炭表面被覆蓋的面積增大，表明吸附型炭基微生物肥料中的稻殼炭負載了更多的物質?；旌显炝Ｐ头柿现械練ぬ康谋砻媾c孔隙結構中密集覆蓋著一層塊狀物質，其吸附量之大已經(jīng)完全覆蓋了稻殼炭的微孔結構?？梢?，不同工藝制備的炭基微生物肥料中稻殼炭吸附氮磷鉀肥料與枯草芽孢桿菌孢子粉的量存在很大差異，混合造粒法制備的炭基微生物肥料中稻殼炭負載的物質最多，吸附法次之，摻混法最少。

圖2 稻殼炭紅外光譜圖Fig.2 Infrared radiation spectrogram of rice husk biochar

2.2.2 元素含量

由于混合造粒法制備的炭基微生物肥料添加了一定比例的凹凸棒粉和黏結劑，相應地，氮磷鉀肥添加量較另外兩種工藝少，無法進行各元素含量的直接比較，因此只針對同種工藝制備的炭基微生物肥料進行比較(表1)。9個肥料樣品的碳、氮元素含量都比較高，稻殼炭與尿素的加入使得肥料所含有機物質較豐富。相同工藝下，隨稻殼炭添加量由10%增加到30%，炭基微生物肥料碳元素含量遞增，氮元素也符合此規(guī)律。這是由于隨著稻殼炭的增加，用以吸附氮磷鉀肥和微生物孢子粉的吸附位點和場所隨之增加。但氫元素的變化卻呈現(xiàn)相反的規(guī)律，隨稻殼炭的增加，氫元素的含量反而降低。原因可能是稻殼炭中H+的吸附位點被氮磷鉀肥和枯草芽孢桿菌占據(jù)了，也可能是尿素中的H元素在造粒過程中以其他形式損失掉了[23]。不同工藝制備的炭基微生物肥料，其元素含量的波動性情況略有差異，混合造粒型肥料的碳氮元素變化波動最小，其次是吸附型，最后是摻混型，說明不同造肥工藝的物料混合均勻程度為混合造粒法>吸附法>摻混法。

2.2.3 pH值

由圖4可知，不同工藝制備的炭基微生物肥料pH值在3.8～6.1，呈酸性或接近中性。呈酸性的原因可能是炭基微生物肥料中添加了過磷酸鈣，過磷酸鈣呈酸性，從而影響了肥料的pH值，這使得炭基微生物肥料在受鹽堿化危害及缺磷素的地區(qū)具有潛在應用前景。相同稻殼炭添加量下，摻混法和吸附法制備的肥料pH值無顯著差異，但均顯著(P<0.05)低于相應的混合造粒肥料。相同工藝制備的肥料中，由于稻殼炭添加量不同， pH值亦呈顯著(P<0.05)差異?？傮w來說，稻殼炭添加量相同的炭基微生物肥料中，pH值最接近中性的是混合造粒型肥料，其次是吸附型肥料，最后是摻混型肥料，即就造粒工藝而言，混合造粒法制備的肥料具有更廣泛的應用性。這可能是由于混合造粒法制備炭基微生物肥料時物料混合更為均勻，使肥料中呈酸性、堿性的物料可以更好地中和。也可能是因為該工藝中添加的凹凸棒粉在發(fā)揮調節(jié)劑功能的同時也影響著肥料的pH值。工藝相同、稻殼炭添加量不同的炭基微生物肥料的pH值隨稻殼炭的增加而增加，這是因為稻殼炭呈堿性，添加量越多，對肥料的pH值影響越大。

a， b， CBS20; c， d， XBS20; e， f， HBS20.圖3 3種工藝炭基微生物肥料的掃描電鏡圖Fig.3 SEM micrographs of biochar-based microbial fertilizers

柱上無相同字母的表示處理間差異顯著(P<0.05)。下同。Bars marked without the same letters indicated significant difference at P<0.05. The same as below.圖4 不同工藝炭基微生物肥料的pH值Fig.4 pH of biochar-based microbial fertilizers

2.2.4 總養(yǎng)分

據(jù)圖5可知，不同工藝制備的炭基微生物肥料的總養(yǎng)分含量在34%～37%，達到了復合肥料國家標準GB 15063—2001的要求(低濃度≥25%，中濃度≥30%，高濃度≥40% )。由于混合造粒法制備的炭基微生物肥料原料添加較多，壓縮了基本肥料的比例，使該法制備的炭基微生物肥料總養(yǎng)分含量較吸附法和摻混法少。工藝相同時，隨著稻殼炭的添加量從10%增加到30%，總養(yǎng)分含量亦顯著(P<0.05)增加。這是因為，隨稻殼炭添加量增加，其對養(yǎng)分的吸附容量增加，吸附的氮磷鉀肥逐漸增多，此外，稻殼炭本身也有一定的元素含量。不同工藝之間，混合造粒法制備的肥料總養(yǎng)分含量差異較小，而吸附法與摻混法制備的肥料差異較大，考慮到養(yǎng)分測定時取樣的隨機性，可以判斷混合造粒法制備的炭基微生物肥料混合得更為均勻，其次是吸附法制備的肥料，最后是摻混法制備的肥料。這與元素分析的結果相一致。

圖5 不同工藝炭基微生物肥料的總養(yǎng)分含量Fig.5 Total nutrients contents of biochar-based microbial fertilizers

2.2.5 有效活菌數(shù)

從圖6可以看出，不同工藝制備的炭基微生物肥料有效活菌數(shù)均呈顯著(P<0.05)差異?？傮w看來，添加枯草芽孢桿菌的炭基微生物肥料在60 d后的有效活菌數(shù)在3.4×105～7.0×105g-1，其中，混合造粒型肥料的有效活菌數(shù)最多，吸附型肥料次之，摻混型肥料最少，這與3種肥料的掃描電鏡圖結果一致。隨著稻殼炭添加量的增加，3種工藝制備的炭基微生物肥料的有效活菌數(shù)均呈遞增趨勢。這可能是因為：一方面，稻殼炭的增加為微生物提供了更廣闊充足的棲居場所，使有效活菌數(shù)增多，另一方面，枯草芽孢桿菌適宜生存的pH值為7.0[24]，稻殼炭的添加比例越高，肥料的pH值越接近7.0，枯草芽孢桿菌的存活率就越高。

2.2.6 緩釋效果

由圖7可知，隨稻殼炭添加量的增加，同種工藝制備的炭基微生物肥料的氮素累積釋放率降低，稻殼炭添加量為 30%的肥料氮素累積釋放率遠低于稻殼炭添加量為 10%的肥料。這是因為肥料中添加的稻殼炭越多，對氮素的吸持性越強，肥料的氮素釋放越緩慢。當?shù)練ぬ刻砑恿繛?0%時，摻混型、吸附型和混合造粒型炭基微生物肥料靜置24 h的氮素累積水溶出率分別為47.86%、47.35%和45.25%，均超過了緩釋肥料標準GB/T 23348—2009所規(guī)定的15%的標準，7 d累積釋放率均超過了67%，養(yǎng)分釋放雖然有一定的延緩，但距緩釋肥料標準的要求尚有較大差距。原因可能是，稻殼炭對氮素的吸持僅是較弱的靜電引力或化學鍵的物理吸附，甚至有些肥料晶體只是附著在稻殼炭的表面[25]，所以炭基微生物肥料的緩釋效果有限。對比稻殼炭添加量相同、而加工工藝不同的肥料可知，摻混型炭基微生物肥料的氮素初始水溶出率和累積水溶出率高于吸附型和混合造粒型，混合造粒型炭基微生物肥料的緩釋效果最優(yōu)，說明肥料的制備工藝影響了稻殼炭對氮素的吸持強度。聯(lián)系3種工藝炭基微生物肥料的掃描電鏡圖分析，摻混型炭基微生物肥料除了部分氮素被稻殼炭吸附外，其余大量肥料顆粒分散摻雜在稻殼炭中，遇水易溶解，緩釋作用降低。混合造粒法造肥的過程比較緩慢，造肥過程中稻殼炭與其他物料得到了充分混合，使稻殼炭對氮磷鉀肥及枯草芽孢桿菌的物理吸附及附著作用更為徹底，其吸持強度也更大。

圖6 不同工藝炭基微生物肥料的有效活菌數(shù)Fig.6 Number of living bacteria of biochar-based microbial fertilizers

圖7 不同工藝炭基微生物肥料的緩釋效果Fig.7 Slow release effect of biochar-based microbial fertilizers in different technologies

3 討論

本研究將稻殼炭與氮磷鉀肥及枯草芽孢桿菌孢子粉復合，采用摻混法、吸附法、混合造粒法3種工藝，設置10%、20%和30% 3種稻殼炭添加水平，小試制備了9個炭基微生物肥料樣品，分析發(fā)現(xiàn)，稻殼炭含碳量高，富含各種離子與礦物質，具有較大的比表面積、豐富的孔隙結構和活躍的官能團，具有較強的吸附性，是制造炭基微生物肥料極有潛力的材料。采用混合造粒法制備的炭基微生物肥料負載氮磷鉀肥和微生物孢子粉最多，其次是吸附法，最少的是摻混法。不同工藝制備的炭基微生物肥料均含有豐富的碳氮等有機元素，pH值均呈酸性或接近中性，總養(yǎng)分含量達到了復合肥國家標準中對肥料濃度的要求。采用不同工藝制備的炭基微生物肥料中，枯草芽孢桿菌加入肥料60 d后仍能保有較多的活菌數(shù)。制備的炭基微生物肥料對氮素具有一定的緩釋作用：相同工藝下，隨稻殼炭添加量的增加，肥料的氮素累積釋放率降低；稻殼炭添加量相同時，混合造粒法制備的炭基微生物肥料氮素累積釋放率最低?？傮w來說，采用混合造粒法、添加30%的稻殼炭制備的炭基微生物肥料緩釋效果最好。

生物炭作為一種新興的環(huán)境材料，在土壤改良[8]、重金屬吸附[26]和碳固定[27]方面應用廣泛，但作為肥料載體的研究才剛剛起步。本研究利用稻殼炭良好的吸附性能，將稻殼炭與氮磷鉀肥及具有固氮作用的枯草芽孢桿菌混合造肥，是炭基肥料生產(chǎn)的一次新嘗試。從生物炭材料來講，本研究選用的稻殼炭來源廣泛，以此為原料制備炭基微生物肥既有效利用了稻殼廢棄物資源，又能充分發(fā)揮其改善環(huán)境的作用，與肥料復合，還能起到養(yǎng)分緩釋的功能，具有良好的推廣應用價值和潛在的應用前景。將不同比例的稻殼炭與氮磷鉀肥及枯草芽孢桿菌孢子粉以不同的工藝進行復合，分析炭基微生物肥料的性質可知，混合造粒法制備的肥料性質最佳，其次是吸附法，較差的是摻混法。隨稻殼炭添加量從10%增加到30%，制備的肥料性質也更佳。

微生物與普通肥料的復合可能受到諸多因素(如肥料的酸堿性及滲透壓)的影響而使其活性較低，但從本實驗結果來看，枯草芽孢桿菌在經(jīng)過不同方法與稻殼炭及氮磷鉀肥復合后，在相當長的時間內仍具有較高的有效活菌數(shù)，使肥料在除了養(yǎng)分供應外還具備了活化土壤的功能，但關于其對土壤及作物產(chǎn)生影響的機理還須進行更詳細的探究。稻殼炭的加入使炭基微生物肥料具有一定的緩釋功能，其中以混合造粒法制備的稻殼炭添加量為30%的炭基微生物肥料緩釋效果最優(yōu)，但仍未達到緩釋肥料標準的要求，這可能與肥料制備的工藝及稻殼炭添加量有關。今后的研究可以從以下二方面入手：一是在制備肥料之前，可以采用更加有效的摻混方式，使物料混合更均勻，同時在肥料制備過程中適當延長其吸附平衡的時間，使物料與稻殼炭接觸更充分，吸附更徹底；二是可以考慮把稻殼炭作為包裹材料，通過調整稻殼炭的添加量來調節(jié)包裹材料的厚度，從而使炭對養(yǎng)分的吸持強度更大，肥料的緩釋效果更好。

本研究利用不同工藝制備炭基微生物肥料的目的在于應用，這也是檢驗肥料效果最直接的方式，今后還須檢驗肥料施入后對土壤與作物的影響，尤其是肥料中加入了微生物，作用于土壤，是否會如預想產(chǎn)生良好影響？是否會對作物品質產(chǎn)生影響？炭基微生物肥料對土壤與環(huán)境作用的機理是怎樣的？肥料中加入微生物，其活性最多可維持多久？這都需要開展更詳細的研究。