堆肥法是目前应用最广的粪便管理手段,而传统堆肥存在大量碳氮流失现象,严重影响堆肥品质。生物质炭是近年堆肥添加剂领域的研究热点,具有改善堆肥品质、减少温室气体排放、增强碳氮保蓄效果等功能,但研究生物质炭制备原料、制备工艺及添加量对堆肥碳氮保蓄和微生物群落影响的报道较少。本研究选取青海特色农作物青稞、蚕豆和玉米秸秆为生物质原料,利用元素分析、SEM、EDS、BET、FTIR等技术手段对生物质炭进行表征分析,系统研究原料组成、热解温度、热解时间对生物质炭理化性质、孔隙特征和不同碳组分的影响;再以牛粪和青稞秸秆为堆肥原料,探究生物质炭对牛粪堆肥过程中碳氮养分保蓄的最佳制备条件,揭示生物质炭构效机理;随后研究不同用量生物质炭对牛粪堆肥的影响,同时探究堆肥过程中生物质炭理化性质、孔隙结构及官能团的变化情况和生物质炭添加对堆肥微生物群落结构及组成的影响。以期阐明生物质炭对牛粪堆肥碳氮保蓄的调控机理,为青海规模化养殖场畜禽粪便转变成高附加值生物有机肥提供理论和实践依据。主要研究结果如下:（1）青稞、蚕豆和玉米秸秆在不同制备条件下得到的生物质炭均呈碱性,孔径以中孔为主,具有较大的比表面积和发达的孔隙结构。制备温度是影响生物质炭理化性质的主要因素,随制备温度升高生物质炭产率减小、灰分增加、芳香化程度提高,通过冷水、热水或弱碱萃取所得的溶解性有机碳含量减小,稳定碳组分含量增加,生物质炭稳定性增强。（2）向牛粪堆肥添加不同制备条件的生物质炭能加快堆肥进程,平均提高堆体温度3.4℃,提前3天进入高温期。生物质炭添加组较CK组平均减少3.86%的碳素流失,减少10.44%的氮素流失;NH4+-N含量平均减少18.95%,NO3--N含量增加36.41%,降低27.54%的可溶性有机碳。添加生物质炭能减少温室气体排放,CO2、CH4、N2O排放量较对照分别减少14.81%～32.11%,36.59%～81.59%,14.89%～21.66%,全球增温潜势较CK组减少34.46%～75.00%。综合堆肥碳素、氮素保蓄效果和全球增温潜势分析,认为制备条件为青稞秸秆,裂解温度500℃,裂解时间2 h的生物质炭为对堆肥碳氮保蓄效果最佳的生物质炭。（3）向牛粪堆肥添加不同用量的生物质炭均能加快堆肥进程,较CK组相比普遍提前2天进入堆肥高温期。不同用量生物质炭添加组平均减少10.78%的碳素流失,减少8.19%的氮素流失;NH4+-N含量平均减少50.15%,NO3--N含量平均增加6.05%;可溶性有机碳含量降低25.75%。综合堆肥碳素、氮素保蓄效果分析,制备条件为青稞秸秆,裂解温度500℃,裂解时间2 h的生物质炭在添加量为10%时,堆肥碳氮保蓄的效果最佳。（4）在堆肥期间青稞生物质炭的p H值随堆肥进程不断降低,电导率在堆肥期间先逐渐上升,在高温期达到最高值,随后在降温期和腐熟期逐渐降低;酸性含氧官能团酚羟基在堆肥腐熟期增加;比表面积和孔容在堆肥进程中逐渐减少;平均孔径随堆肥进程增加。（5）添加10%青稞生物质炭可以促进堆肥腐熟;能提高α-变形菌纲和δ-变形菌纲中硝化细菌丰度,改善堆肥固氮效果;能抑制厌氧菌的繁殖,减少CH4排放,增强碳素保蓄效果;能抑制反硝化细菌繁殖,有助于堆肥硝态氮含量提高。可溶性有机碳、p H、温度与CK组和10%NC组微生物群落呈正相关,电导率、湿度与CK组和10%NC组微生物群落呈负相关,10%NC组碳素保蓄率和氮素保蓄率负相关程度更低。综上所述,添加生物质炭能增强牛粪堆肥的碳氮保蓄效果,其中制备原料为青稞秸秆,裂解温度500℃,裂解时间2 h的生物质炭,在添加量为10%时堆肥碳氮保蓄效果最佳。