秸秆覆盖还田技术在农业生产上的应用不仅为作物秸秆资源的利用提供了有效途径,还解决了秸秆随意烧毁带来的环境问题,对秸秆资源的综合利用和环境保护具有重要意义。生物炭是废弃生物质在低氧或者无氧条件下热解而成的含碳产物,生物炭在农业生产上应用前景十分良好,已成为国内外专家学者研究的热点。为了在东北雨养地区改善土壤水热状况、提高玉米产量和水分利用效率,进行田间试验研究。采用裂区试验设计,主区为秸秆覆盖,覆盖量设置0 t·hm^-2（F₀）和8 t·hm^-2（F₁）2个水平;副区为不同生物炭施用量,设置0 t·hm^-2（C₀）、4 t·hm^-2（C₁）和12 t·hm^-2（C₂）3个水平。研究秸秆覆盖和生物炭对土壤水热状况、玉米株高、干物质积累及分配、叶面积指数、叶片叶绿素、茎粗、产量和水分利用效率的影响,为在东北雨养区秸秆覆盖和生物炭在农业生产方面综合应用提供理论依据和技术支持。试验结果表明:（1）秸秆覆盖F₁处理对土壤水热状况影响显著,能显著提高0～40 cm土层含水率,较F₀最大提高13.91%,在生育期内表现为对前期0～60 cm平均含水率提升效果明显,较F₀最大提高10.40%;F₁处理能显著降低0～25 cm各土层地温,尤其对表层5、10 cm土层地温降温效应明显,较F₀最大降低13.43%,F₁处理的降温效应在生育期内表现为前期大后期小的变化趋势,较F₀最大降低14.13%。生物炭C₁和C₂处理对土壤水热影响不明显,但各生物炭处理均能提高土壤含水率,土壤含水率表现为随施炭量的增加而增大;在不覆盖即裸地条件下,生物炭有增温效应,地温表现为随施炭量的增大而增大,在秸秆覆盖条件下,对0～10cm土层有降温效应,而对15～25 cm土层则有增温效应。（2）秸秆覆盖和生物炭对玉米生长发育影响显著,秸秆覆盖F₁处理对玉米生育前期生长有一定的抑制作用,但随着时间的推进其抑制作用逐渐减弱,在中后期能明显促进玉米生长,F₁处理的株高、茎粗、叶面积指数、干物质累积量和叶绿素含量较F₀最大分别提高7.63%、13.15%、23.02%、11.11%和7.61%。生物炭对玉米各生育期生长指标有明显的促进作用,且促进作用随施炭量的增大而增大,C₂处理的株高、茎粗、叶面积指数、干物质累积量和叶绿素含量较不施炭最大分别提高22.15%、16.83%、36.67%、41.98%和7.93%。总体而言,各处理组合中F₁C₂处理的各生长性状最优,显著高于其他处理。（3）秸秆覆盖和生物炭对玉米产量、产量构成和经济系数影响显著。秸秆覆盖处理能显著提高玉产量、产量构成和经济系数,F₁处理的产量、产量构成和经济系数2年平均较F₀分别提高11.96%、4.68%～12.98%和3.94%。生物炭也能明显提高玉米产量、产量构成和经济系数,各生物炭处理中C₂处理的玉米产量、产量构成和经济系数整体最优,显著高于C₀,2年平均较C₀分别提高12.15%、4.48%～9.89%和11.12%。总体而言,各处理组合中F₁C₂处理的玉米产量、产量构成和经济系数最优,显著高于F₀C₀。（4）秸秆覆盖和生物炭对水分利用效率影响显著,F₁处理的水分利用效率2年平均较F₀显著提高11.67%;生物炭也能显著提高水分利用效率,且水分利用效率表现为随施炭量的增加而增大,C₁和C₂处理的水分利用效率2年平均较C₀分别显著提高7.08%和17.54%。整体而言,2年均以F₁C₂处理的水分利用效率最高,显著高于其他处理。综上,秸秆覆盖和生物炭处理能有效改善土壤水热状况,为玉米生长发育提高适宜的水热环境;在本试验条件下,F₁C₂处理的土壤水热状况良好,产量及水分利用效率较优。