水稻,是我国主要粮食作物之一。长期以来,东北作为“大粮仓”为保障国家粮食安全做出了突出贡献。然而,在作物产量提高的同时,也产生了大量秸秆等农业废弃物,秸秆焚烧、全量还田难等问题日益突出。与此同时,传统、高强度的土壤利用和大量化肥、农药施入,使土壤酸化、板结、有机质下降等问题日趋严重,成为农业可持续发展中亟待解决的重要问题。生物炭（Biochar）,是秸秆等生物质在限氧条件下热裂解而形成的稳定富碳产物,可能是解决上述问题的有效新途径。为此,本研究采用大田试验方法,以水稻秸秆为原料制备生物炭,以常规施肥为对照,设置两个秸秆炭化还田处理C1(7.5t·ha^-1)、C2(15t·ha^-1)及生物炭基肥处理BF(750kg·ha^-1),研究秸秆炭化还田对水稻土壤理化特性及水稻生长发育和产量等的影响,明确水稻秸秆炭化还田对北方稻田土壤肥力及水稻生长发育的调控效应,探明水稻秸秆炭化、循环利用对提升土壤肥力和水稻产量的可用性、适用性和实用性。主要研究结果如下:1、生物炭与炭基肥还田,均可有效降低水稻土壤容重,其中生物炭处理C2、C1分别比对照降低6.04%、5.16%,作用强度随施炭量增加而增强。水稻土壤的总孔隙度、毛管孔隙度随施炭量增加表现提高趋势,生物炭提高了土壤液相和气相比率,显著降低了土壤固相比率,土壤构相发生明显变化。同时,施炭后的稻田土壤温度有一定程度提高。土壤团聚体粒径分布发生改变,主要表现在0.25mm-2mm团聚体显著增加,团聚体稳定性增强。秸秆炭化还田,利于改善北方稻田土壤结构及气、热等环境条件,为水稻生长提供良好土壤微生态环境。2、施用生物炭后,土壤p H明显提升,土壤氮、磷、钾养分水平（速效态及全量）以及土壤全碳、有机质含量、C/N比提高,总体表现为随施炭量增加而提高。生物炭处理的土壤磷、钾养分,平均比对照提高27.18%、12.50%,作用相对明显。生物炭和炭基肥施用,可有效提升稻田土壤基础肥力及养分水平,为水稻生长提供更为及时、有效的养分供应。3、生物炭可提高水稻株高、分蘖数和植株地上部干物质积累,在提高水稻每穗粒数、结实率基础上,增加水稻产量。水稻产量及其构成因素中,生物炭和炭基肥处理的有效穗数、每穗粒数、千粒重、结实率均有不同程度提高,生物炭和炭基肥处理的水稻产量平均比对照提高4.53%、6.60%,增产效果明显;生物炭可在一定程度上提高稻米加工、外观品质,表现在糙米率、精米率、整精米率提高,垩白粒率、垩白度下降。同时,稻米蛋白质含量、粘度、平衡度、食味值上升,直链淀粉含量、硬度下降,稻米营养、食味品质有一定改善。4、与常规施肥相比,秸秆炭化还田（生物炭与炭基肥,不同施用形式）对改良土壤结构,改善土壤气、热、肥等环境条件的作用更强,对促进水稻促长、增产、提质具有一定正向效应。生物炭与炭基肥施用,对促进水稻秸秆资源的循环、高效利用,发展“低碳、绿色”水稻生产具有重要现实意义和应用价值。