长期以来,生物炭被广泛用于农业、环境和能源领域,尤其在土壤改良方面作用突出,而土壤肥力水平,直接决定农作物产量的高低,影响农产品品质的优劣。东北是我国重要的水稻产区,该区域土壤肥力水平,尤其是氮素水平对水稻生产至关重要,而水田的特殊环境对氮素转化及水稻氮素利用又有关键影响,生物炭能否协调水稻与土壤之间的氮素共需矛盾成为当前热门的研究方向。为此,本研究以辽宁省典型水稻土为研究对象,设置室内培养试验和田间试验。室内培养试验设置两种模式,分别为淹水培养及通气培养,同时设置6个处理,分别分别为不施氮肥、只施氮肥和施加氮肥并分别配施玉米秸秆粉及生物炭,其中施用玉米秸秆含碳量与施用1%生物炭含碳量相等。田间试验部分设置4个处理,分别为不施氮肥、单施氮肥、单施生物炭和氮肥配施生物炭。试验通过室内模拟和田间试验研究不同秸秆还田方式（粉碎直接还田和炭化还田）、不同生物炭用量对水稻土理化性质和氮素矿化、水稻氮素利用、水稻产量形成等的影响。结果表明:1.通气培养条件下生物炭和有机物料的添加对土壤NH₄⁺-N含量的累积影响并不明显,但显著降低了土壤NO₃^--N含量,秸秆与氮肥配施处理对土壤NO₃^--N的累积抑制作用最为显著。淹水培养条件下,生物炭的添加降低了土壤NH₄⁺-N含量的累积。培养后期,秸秆与氮肥配施处理增加了土壤NH₄⁺-N累积量。2.通气培养条件下,添加秸秆和1%生物炭时,对水稻土净氮矿化速率的影响并不显著。培养前期,施加1%以上生物炭加速了水稻土氮素矿化,但在培养后期,该处理对水稻土氮素矿化有显著的抑制作用。而淹水培养条件下,生物炭的施加量越大,对土壤氮矿化的抑制作用越明显,在培养后期,施加秸秆处理与施加生物炭处理并无显著差异。3.生物炭的添加显著降低了土壤容重,升高了土壤p H。同时,土壤养分含量均有显著升高。生物炭施用后显著增加了水稻的有效穗数,进而显著提高了水稻的产量。相比于只施氮肥,生物炭与氮肥配施显著增加了水稻的经济产量和秸秆产量。4.生物炭与氮肥配施显著升高了水稻籽粒的含氮量,水稻籽粒的吸氮量也有显著升高。生物炭与氮肥配施相比单独施加氮肥显著提高了水稻的氮素收获指数。本试验中,生物炭的施用显著提高了水稻氮肥吸收利用率、偏生产力和土壤氮素依存率,降低了水稻氮肥的生理利用率、氮肥农学利用率和氮肥贡献率。