在我国的农业生产中,施用化学钾肥是土壤速效钾的主要补充途径。据资料显示,中国钾肥的生产量只占世界的0.34%,而消耗量却占到14.70%,虽然每年进口 200多万吨钾肥,却仍然不能满足农业生产对钾肥的需要。我国土壤钾素含量丰富,但其中95.0%的钾为矿物态钾,主要存在于钾长石和云母中,可供作物直接吸收利用的速效钾不超过全钾量的2.0%。因此,如何促进土壤中矿物态钾的释放对农业生产具有重要的理论和实践意义。胶冻样芽孢杆菌(Bacillus Mucilaginosus)土壤中的含钾硅酸盐矿石具有较强的分解能力,常被制作成菌肥应用于农业生产,而其菌剂在根际土壤的定殖以及在作物生长期保持较高的成活率,是影响人工接种菌剂能否有效提高作物产量和提升作物品质的重要因素。生物质炭(biochar)是作物秸秆在完全或部分厌氧的情况下经热解(350-500℃)炭化产生的一类高度芳香化、难熔性、低密度炭化固态物质,其具有从纳米到数十微米的丰富孔隙,这种孔隙结构能够为微生物提供附着位点和较大的生存空间;同时,生物质炭还含有一定量易分解的有机物质,可为微生物的生长提供一定的碳源和氮源;然而,不同原料制备的生物质炭性质存在差异,而且生物质炭本身较高的pH可能对微生物的存活产生不利影响。因此,本研究尝试对不同原料生物质炭的性质进行调节,筛选出适宜的生物质炭载体与胶冻样芽孢杆菌进行复配,制成生物质炭基解钾菌肥,以进一步提高胶冻样芽孢杆菌在土壤中的解钾效率;同时,通过番茄和马铃薯大田试验,研究生物质炭基解钾菌肥对番茄和马铃薯产量、品质的影响。主要研究结果如下:(1)与未经中性处理的生物质炭相比,在经过中性处理的生物质炭上接种的胶冻样芽孢杆菌的存活率明显提高,培养到第35天,中性处理的生物质炭的活菌数数量级约为105～106,而未处理的约为102。与中性的水稻壳炭、花生壳炭以及玉米秸秆炭相比,中性小麦秸秆炭在培养周期中的活菌数最高,第35天时仍有6.4×106个·g-1炭,同时由于麦秸炭的各种养分含量也相对较高,比表面积较大,故可作为胶冻样芽孢杆菌的最佳载体。(2)生物质炭基解钾菌肥加入土壤能够明显提高土壤速效钾含量,同时,生物质炭做载体明显提高了胶冻样芽孢杆菌在土壤中的存活率。从土壤培养开始到第35天,施用生物质炭基解钾菌肥处理的菌落数从1.0×109个·g-1 土降低到1.4×107个·g-1土,而单施菌液处理的菌落数则降为9.0×105个·g-1 土。与各自培养的土壤初始速效钾含量相比,施用生物质炭基解钾菌肥处理的速效钾含量提高23.08%,而单施菌液处理仅提高13.52%。(3)生物质炭基解钾菌肥能够提高番茄产量,并改善番茄果实品质。施用生物质炭基解钾菌肥处理的产量、维生素C含量以及植株和果实的全钾含量较单施生物质炭处理和单施菌液处理均有提高;施用生物质炭基解钾菌肥处理的硝酸盐含量最低,为72.49 mg·kg-1,较施复合肥、单施菌液和单施生物质炭处理分别降低了 5.48%、25.14%和 19.63%。(4)生物质炭解钾菌肥能明显提高马铃薯产量和单果重,并显著改善马铃薯品质特性。与增施钾肥和增施生物质炭处理相比,增施生物质炭基解钾菌肥处理的产量最高达22.09t·hm-2,提高幅度为16.57%～25.87%;单果鲜重最重达170.79g,提高幅度为10.42%～30.17%。增施炭基解钾菌肥处理的淀粉含量最高,较增施生物质炭处理提高了 10.06%。