近10年来，将生物质转化为黑炭(Biochar)施入土壤以实现农业固碳减排和土壤改良研究受到广泛关注。我国农业每年产生的秸秆资源量丰富，但其综合利用率低于50%。故将秸秆炭化并连续还田研究可能兼顾秸秆利用和环境保护多重作用。目前鲜有关于秸秆黑炭每季连续还田的研究。基于上述，本研究选择我国太湖平原水稻土、东南丘陵区红壤和华北平原潮土为研究对象，通过每季连续施加水稻秸秆来源黑炭和种植作物(水稻土：水稻/小麦轮作；红壤和潮土：小麦/小米轮作)的盆栽试验，研究了作物籽粒/秸秆产量，作物体养分吸收累积及土壤主要理化性质的变化；初步观测了三种土壤上每个作物季氨挥发的变化；并探讨了黑炭影响作物生长、土壤性质以及氨挥发的原因。本研究旨在积累有意义数据，为下一步评估每季秸秆炭化还田能否作为我国农田固碳减排和土壤培肥的长效技术措施提供部分科学支撑。在太湖平原水稻土上，设不施黑炭(CK)、每季施加4.5t/ha黑炭和施加9.0t/ha黑炭3个处理，各处理氮磷钾施用量和其它水肥管理措施一致。共进行了2年4个完整的稻麦轮作季。结果显示，土壤有机碳(TOC)和全氮(N)含量随黑炭施加量的增加而增加。每季黑炭施用量为9.0t/ha时，土壤TOC和全N含量可分别提高46.7%~113%和9.28%~28.3%，但各处理土壤可溶性有机碳(DOC)无明显变化。黑炭施入土壤后能够提高稻麦作物地上部分生物量，籽粒产量增加11.4%~60.5%，秸秆产量增加15.0%~56.8%。黑炭处理下稻麦作物体内N、P、K、Mg和Ca吸收累积量提高，这一现象与每季结束后土壤全N以及土壤有效元素P、K、Mg和Ca含量的增加相吻合。黑炭施入显著提高土壤pH和阳离子交换量(CEC)，尤其是黑炭施用量为9.0t/ha时，pH最高可达6.79，CEC最高达到12.7cmol/kg。2011年稻季后，土壤容重比不施黑炭处理降低8.03%~12.2%。在东南丘陵区酸性红壤和华北平原碱性潮土上，设不施黑炭(CK)、每季施加2.25t/ha黑炭和施加22.5t/ha黑炭3个处理，各处理氮磷钾施用量和其它水肥管理措施一致。共进行了1年2个完整的小麦/小米轮作季。结果显示，作物产量随黑炭施加量的增加而增加。对于红壤，黑炭的施加量为22.5t/ha时，与不施加黑炭的处理相比，土壤pH和CEC提高，容重降低，且能提高土壤有效元素P、K、Ca和Mg并能增加这些元素和N素在作物体内的吸收累积。22.5t/ha每季黑炭施加量下，小麦籽粒和秸秆产量分别提高157%和150%；小米籽粒产量未增加，但秸秆产量提高72.6%。对于潮土，黑炭处理能够降低土壤容重，提高土壤有效P和K的可利用性并能增加作物体内N、P和K的吸收累积量。22.5t/ha每季黑炭施加量下，小麦和小米的秸秆产量分别提高19.6%和60.6%，但籽粒产量并未增加。两种土壤上，TOC含量均随着黑炭施加量的增加和生长季延续而增加，但土壤DOC没有显著增加。在上述三种土壤的盆栽试验中，通过流动通气法观测了每季氨挥发变化。水稻土上，第1个轮作周期黑炭处理并未影响氨挥发，但第2个轮作周期开始，9.0t/ha黑炭处理下，水稻生长季氨挥发与对照相比显著降低(累计黑炭施入量为27t/ha)，小麦生长季氨挥发又显著增加(累计黑炭施入量为36t/ha)。稻季氨挥发降低可能与淹水条件下黑炭对NH4+/NH3的吸附增加有关；麦季氨挥发增加与旱季土壤pH和土壤透气性有关。酸性红壤上，22.5t/ha黑炭处理下，无论第1小麦季还是第2小米季氨挥发数量均显著增加。这些增加分别与土壤容重降低，透气性增加和酸性土壤pH提高吻合。碱性潮土上，22.5t/ha黑炭处理下小麦季氨挥发明显增加。尽管三种土壤试验结果表明，黑炭施入对农田土壤氨挥发增减作用因水旱利用方式和土壤酸碱度不同而不同，程度也因黑炭施入量各异，但秸秆黑炭施用会干扰氮素挥发过程是不容置否的事实。鉴于氮在农田生态系统的重要地位，研究秸秆黑炭长期还田对农田氮素迁移转化过程的影响及其环境后果，对于评估黑炭能否作为固碳减排和土壤培肥的长效技术措施也具有重要意义。