我国是农业生产大国,农业生产需要施用大量肥料。据统计,目前我国化肥年施用量已经超过了六千万吨,但我国的化肥有效利用率较低,氮磷钾的利用率均未超过40%,低于国际平均水平。同时,化肥的过量使用容易引起重金属污染累积、微生物活性降低、营养物质转化利用困难、养分失调、盐分累积以及酸碱平衡失调等问题。对生态影响相对温和的有机肥料的生产与使用有利于农业的可持续发展。然而,我国有机肥产量无法满足施用需求,肥料施用仍以化肥为主。木质素是有机肥可采用的原料之一,其产量仅次于纤维素的可再生生物质资源,仅我国木质素年产量即超过2亿吨,应用潜力巨大。同时,目前的木质素主要来自于木质纤维乙醇和造纸等生物质精炼行业废弃物,其利用率低且容易造成环境污染。因此,木质素肥料化既能填补有机肥的产量缺口,又能为作为生物质废料的木质素提供高产值利用的渠道。因此,本研究以木质素残渣为原料分别制备了木质素复合肥、生物炭基肥和木质素缓释肥这三种肥料,研究了三种肥料的制备工艺及肥效。主要的研究工作及结果如下:以木质素残渣为原料,与无机养分充分混合研磨,制备木质素复合肥,与无机肥在相同条件下进行淋溶实验,对比其土壤淋溶效果,测定木质素复合肥的吸水保水能力以及其对N养分的缓释效果。结果表明木质素复合肥吸水率增大并且有一定的保水作用,其在静水和土壤中的释放速率减缓。测定了木质素复合肥在水溶液对Pb(Ⅱ)的吸附作用,结果为木质素复合肥对水溶液中的Pb(Ⅱ)的吸附量为8.93mg/g。进行盆栽实验,种植十八天小白菜,测试其发芽率、叶长、叶宽、干重及根长,结果显示木质素复合肥可以较大地提升小白菜的株高(6.6 cm到12.9 cm),并且配施木质素可以使小白菜根系更加发达(6.7 cm到7.4 cm)。使用木质素残渣通过水热法和高温限氧法制备生物炭材料,再与尿素在高温高压下复合,制备生物炭基肥。进行土壤淋溶实验,测定该生物炭基肥的吸水保水能力及氮元素缓释效果和氮元素释放规律。结果表明生物炭基肥吸水能力增强但保水效果不明显。进行吸附实验,测定生物炭基肥对水溶液和土壤中重金属的吸附效果,综合考虑产率及吸附量,FL500的吸附能力最强,为46.3mg/g,在木质素对土壤中重金属的吸附实验中,FL500和木质素1:1混合后对土壤中重金属Pb(Ⅱ)的吸附效果最佳,此时,土壤析出液中的重金属Pb(Ⅱ)已经小于国标中源头水中重金属Pb(Ⅱ)的含量要求(<0.01mg/l)。进行盆栽实验,种植十八天小白菜,测试其发芽率、叶长、叶宽、干重及根长,结果为生物炭基肥可以明显增加小白菜的根长(2.1 cm到7.4 cm)并且可以显著增加小白菜发芽率(40%到90%)。使用木质素残渣与可降解的聚乙烯醇(PVA)交联制备氮元素缓释膜,并用此缓释膜制备木质素基氮元素缓释肥料。控制氮元素缓释膜的成膜条件,筛选出最佳制备条件。进行土壤淋溶实验,测定该木质素基缓释肥的吸水保水能力及氮元素缓释效果和氮元素释放规律,进行吸附实验,测定该木质素基氮元素缓释肥料对水溶液重金属Pb(Ⅱ)的吸附效果。结果表明木质素基复合肥吸水率增大并且有较强的保水作用(含水量10%的时间延后了约9 d),木质素基缓释肥具有较强的缓释效果,在土壤中相对于无机肥减缓了60%,进行盆栽实验,种植十八天小白菜,测试其发芽率、叶长、叶宽、干重及根长,结果显示木质素基缓释肥可以显著增加植物根长及鲜重。