生物炭是由农林废弃物在无氧或限氧条件下经高温热解产生的养分含量高、比表面积大、疏松多孔的富碳固体产物。由于生物炭具有良好的结构特征和理化特性,在用作土壤改良剂时,不仅可以改良土壤质量、提高肥料利用率、提高作物产量还可以达到吸附重金属的效果。因此,在研究生物炭的土壤改良作用之前,明确生物炭的基础理化性质与稳定性显得尤为重要。本试验选取辽宁省常见的水稻秸秆与玉米秸秆为原材料,在最高热解温度分别为400℃、500℃、600℃、700℃和停留时间分别为10min、30min和60min的条件下制备获得生物炭。首先采用扫描电镜(SEM)、和比表面积-孔径分析仪对生物炭结构特征进行分析。其次,应用傅里叶红外光谱分析(FTIR)、元素分析等手段对生物炭的理化性质进行表征与分析。旨在明确秸秆类生物炭在不同制备条件下的理化性质和结构特征的变化趋势及优化条件。最后,采用碳损失率计算法比较不同材料、制备条件下生物炭的稳定性并将生物炭的基本理化性质与碳损失率进行相关性分析,以期深入明确原材料、制备条件与生物炭理化性质和稳定性的关系,为生物炭的特性化生产和应用提供数据支持与理论依据。主要研究成果有:(1)随着热解温度的升高和停留时间的延长,生物炭炭化程度提高,生物炭的芳香性逐渐增强,C含量升高,H、O含量降低。生物炭的灰分、固定碳、pH值、电导率升高,而产率、挥发份含量降低。相同制备条件下,水稻秸秆炭产率和灰分含量都高于玉米秸秆炭。(2)通过傅里叶红外光谱图(FTIR)分析得出,低温热解获得的生物炭表面官能团种类多,随着热解温度的升高,大部分表面官能团吸收峰逐渐减弱甚至消失。(3)热解温度升高与停留时间延长对生物炭上述基本理化性质的作用趋势一致,但热解温度对生物炭的影响效果要大于比停留时间的影响效果。(4)结合生物炭的扫描电镜图与比表面积、孔径和孔体积的数据得出,热解温度越高和停留时间越长,生物炭孔隙结构越多、比表面积、孔体积越大、而孔径越小。(5)两类秸秆生物炭在相同停留时间下,稳定性按热解温度排序为600℃>700℃>500℃>400℃;在相同热解温度下,稳定性按停留时间排序为60min>30min>10min。在相同制备条件下,玉米秸秆炭稳定性>水稻秸秆炭稳定性。(6)秸秆生物炭的挥发份、H/C和O/C与生物炭的稳定性呈极显著负相关性;固定碳与生物炭的稳定性呈极显著正相关性。