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当前,全球气候变暖以及作物秸秆资源利用不合理等问题仍较为突出,探索作物生产过程中减排机制及农田资源高效利用途径已成为作物科学研究的热点与难点。为了进一步明确施用秸秆生物炭对农田生态环境及冬小麦产量形成的影响,本试验于2018年10月至2021年6月在关中灌区进行了麦田生物炭施用试验,试验设置生物炭施用量水平分别为:0 t·hm-2·a-1（C0）、10 t·hm-2·a-1（C10）、20 t·hm-2·a-1（C20）,通过分析不同施炭量对麦田土壤水热因子、土壤呼吸、土壤酶活性以及冬小麦生长和产量的影响,以期为农田固碳减排及土壤健康管理提供理论依据与技术支持,主要研究结果如下:（1）施用生物炭显著增加了生育期内0-20 cm及20-40 cm土壤含水量,而对40-60 cm土层土壤水分影响较小。整个试验周期内,与C0相比,C10、C20处理在0-20cm土层土壤含水量增幅范围分别为2%～59%、7%～66%;而20-40 cm土层则增加了12.5%～31.7%、15.2%～35.4%,各处理0-60 cm土层三年平均土壤含水量从高到低依次表现为:C20（20.11%）＞C10（19.01%）＞C0（15.14%）,同时生物炭减弱了0-60 cm土壤水分变化幅度,具有一定的稳定保水效果。0-25 cm土壤温度随着生育期的推进呈现上升趋势,施入生物炭略增加了生育期内土壤温度,但处理间差异不显著。（2）小麦生育期内土壤呼吸变化规律表现为:苗期至返青期土壤呼吸速率较小,拔节至抽穗期迅速上升,抽穗至灌浆期保持在较高水平,成熟期则降低。各生育阶段处理间的土壤呼吸速率差异显著（P＜0.05）,施用生物炭显著降低了冬麦田土壤呼吸速率及冬小麦全生育期土壤CO2累计排放量。2018-2019年、2019-2020年及2020-2021年相较于C0处理,C10和C20的平均土壤呼吸速率分别降低了32.2%、18.5%,15.4%、5.7%,27.9%、9.9%,而C10和C20的土壤CO2累计排放量则分别降低了31.6%、19.3%,16.7%、8.8%,25.1%、12.3%。土壤温度是土壤呼吸季节变化的主要影响因子,指数函数Rs=aebT能较好的拟合两者之间的关系,0-25 cm土壤温度可以解释土壤呼吸季节变化的54.7%～64.5%,而土壤呼吸与0-60 cm土壤含水量相关性不显著。整个研究周期,土壤呼吸温度敏感性(Q10)介于3.25～4.11,施用生物炭提高了Q10值,并且Q10随着施炭量的增加而增加,即C20＞C10＞C0。（3）土壤脲酶活性随着生物炭施用量的增加而显著增加,且开花期活性均高于成熟期,2018-2019和2019-2020年两年,C10和C20相较于C0增幅分别为5.8%～11.1%、15.5%～34.1%。施用生物炭在一定程度上抑制了土壤过氧化氢酶活性,2018-2019年的开花期和成熟期,生物炭均显著降低了过氧化氢酶活性（P＜0.05）,C10和C20与C0相比,开花期降幅分别为6.6%、6.2%,成熟期则降低了10.5%、7.2%,2019-2020年与上年表现出的规律一致,施用生物炭处理在开花期分别降低了4.5%（C10）、1.4%（C20）,成熟期则降低了6.9%（C10）、2.4%（C20）。土壤蔗糖酶活性随生物炭施用量的增加而显著降低,2018-2019和2019-2020两年均表现为C0＞C10＞C20,C10和C20相较于C0降幅分别为4.3%～7.9%、11.5%～21.1%。碱性磷酸酶活性随着生物炭施用量的增加呈现出先增加后降低的变化趋势,2018-2019年在开花期和成熟期,相较于C0处理,C10分别增加了6.0%和3.8%,而C20则降低了35.8%、34.3%。2019-2020年在开花期和成熟期,C10相较于C0分别增加了3.5%、1.9%,而C20则降低了23.2%和24%。（4）施用生物炭略增加了冬小麦株高、叶面积指数及旗叶SPAD值,但处理间差异不显著。而施用生物炭显著增加了冬小麦地上部干物质量,2018-2019年各生育期地上部生物量均表现为C20＞C10＞C0,C10和C20相较于C0的增幅范围分别为0.3%～5.4%、7.8%～14.7%,处理间差异不显著;2019-2020年的开花期、灌浆期及成熟期C10和C20比C0分别增加6.5%、10.0%,1.4%、8.1%,0.3%、7.8%,1.9%、9.3%;2020-2021年与上年呈现出相同的规律,表现为C20＞C10＞C0。施用生物炭促进了冬小麦产量的增加,且籽粒产量的增加主要是通过提升单位面积穗数来实现的。2018-2019年相较于C0处理,C10和C20产量分别增加了1.9%和3.6%,2019-2020年和2020-2021年两年冬小麦产量均呈现C10＞C20＞C0的变化规律,两年分别增产8.5%、5.9%,9.4%、5.9%。综上所述,施用生物炭可以改善关中地区土壤水热状况、降低农田土壤呼吸、提高冬小麦产量,但却增加了土壤呼吸的温度敏感性。其中,施炭量为10 t·hm-2·a-1（C10）时在兼顾冬小麦产量,降低农田土壤碳排放方面表现效果最佳。