研究生物炭理化性质是生物炭工作的基础,如何评价生物炭是生物炭应用的关键。由于生物炭广泛的来源以及炭化工艺的不同,生物炭的理化性质也有着明显的差别。为了更好的适应农业应用需求,有必要将生物炭分类并进行质量评价。本研究以花生壳、水稻秸秆、玉米秸秆和高粱秸秆等常见废弃生物质为原料,在不同的炭化工艺条件下制备了72种理化性质不同的生物炭,检测了碳含量、pH、养分含量、比表面积、孔径及孔体积以及重金属含量等理化指标,分析了生物质原料和炭化工艺对生物炭理化性质的影响,尝试进行了生物炭分类与评价,以期为构建完善的生物炭产品质量评价方法提供参考。主要研究结果如下:(1)随着炭化温度的升高,生物炭的固定碳含量、有机碳含量、无机碳含量、总碳含量、pH、总氮含量、速效磷含量、速效钾含量、比表面积和孔体积、及重金属铬、砷、铅含量增加,而孔径和重金属镉含量降低。(2)生物质原料种类和炭化工艺都是影响生物炭理化性质的重要因素。其中,生物质原料对生物炭理化性质的影响最为显著,其次是炭化温度,再次是反应停留时间。(3)聚类分析结果表明,生物炭主要理化指标均可分为两个等级。其中,有机碳含量分为70%-80%和40%-70%两个等级;pH分为10.5-12和9-10.5两个等级;氮含量分为1.4%-1.7%和1%-1.4%两个等级;速效磷含量分为1600mg/kg-3000mg/kg和900mg/kg-1600mg/kg两个等级;速效钾含量分为40g/kg-85g/kg和14g/kg-40g/kg两个等级。(4)本研究制备的所有生物炭的重金属含量均在农业行业标准《NY/T 3041-2016生物炭基肥料》规定的范围内。其中,砷含量分为3-20μg/kg、20-55μg/kg和55-90μg/kg三个等级;镉含量分为2-7μg/kg和7-11μg/kg两个等级;铅含量分为40-105μg/kg和105-200μg/kg两个等级;铬含量分为250-600μg/kg和600-1300μg/kg两个等级。(5)根据聚类结果,将每个指标归一化后按比例赋予分值,重金属为负值,进行了生物炭质量评价。结果表明,不同材料生物炭综合评分有显著差异,高粱秸秆生物炭综合评分较高,花生壳生物炭综合评分较低;花生壳生物炭在炭化温度为400℃和900℃、停留时间为60min时综合评分较高;水稻秸秆生物炭在炭化温度为600℃、停留时间为60min时综合评分较高;玉米秸秆生物炭在炭化温度≥700℃、停留时间为30min时综合评分较高;高粱秸秆生物炭在炭化温度为600℃、700℃、停留时间为30min时综合评分最高。