近年来,我国黑土质量状况整体逐年降低,有机质含量不断减少,土壤中氮、磷等营养元素流失严重,因此,寻找一种可以改良土壤理化性质和有效提高氮肥利用率的方法,是我们现在亟待解决的问题之一。玉米秸秆作为东北地区典型的农业产出物,富含碳水化合物和有机质,不仅可以作为饲料加工原料,还可以通过粉碎还田等方式促进土壤肥力的恢复,但许多农民仍在采用最原始的焚烧方法处理玉米秸秆,既造成资源浪费也加重了环境污染。本文以玉米秸秆为原材料制备生物炭,对其进行酸碱改性,通过批量吸附试验后选出最优改性方式,并通过FTIR、BET、SEM-EDS、XRD、元素分析等方法对其进行表征分析,研究生物炭改性前后的结构变化;通过土柱淋溶试验,探究不同土炭混合方式对土壤理化性质及氮素吸附截留的影响,从而选出生物炭提高黑土固氮保肥能力的最佳使用方式。本文得出的主要结论如下:（1）不同热解温度制备的生物炭具有不同的理化性质,对氮的吸附能力也有所不同。随着热解温度的升高,生物炭对NH4+-N的吸附能力逐渐减弱,对NO3--N的吸附能力逐渐增强;酸碱改性后生物炭对氨氮和硝态氮的吸附量较原始生物炭都有较大的提升,由于植物吸收氮素营养主要是以NO3--N形式吸收,对比BC-H700和BC-OH300吸附硝态氮的吸附量可以看出BC-H700对硝态氮的吸附量更多,所以,为了使植物更多的吸收土壤中的氮素,本试验选择对硝态氮具有较高吸附性的BC-H700进行吸附和表征试验。（2）SEM和BET表征结果发现,酸改性后的生物炭孔径数量和孔隙体积明显增多;FTIR和Boehm滴定结果表明,生物质原料的一些分子结构,如羟基、羰基、脂肪族化合物等在炭化和持续加热过程中逐渐消失,但稳定性有所提高;XRD表明改性后生物炭中的无机矿物被去除且晶体主体结构并未产生显著影响;元素分析结果发现C元素含量随裂解温度升高而升高,N、O元素含量呈相反趋势,说明改性后的生物炭具有较高的芳香性和稳定性,但其亲水性和极性减弱。（3）BC-H700对氨氮和硝态氮的吸附符合准二级动力学,相关系数均高于0.99,表明其吸附过程为化学吸附,热力学试验中,BC-H700对氨氮和硝态氮的吸附过程符合Langmuir模型,说明吸附过程为均一的单分子层吸附,且Langmuir模型拟合的KL值均小于1,说明BC-H700对氨氮和硝态氮的吸附为有利吸附。吸附热力学参数ΔH为正值,该过程吸热反应,ΔG小于40 KJ,可说明吸附过程存在物理吸附;ΔS均为正值,说明BC-H700吸附氨氮和硝态氮后体系混乱度增加。（4）添加生物炭能够有效增加土壤p H值和土壤保水保肥能力,减少土壤中氨氮和硝态氮的淋失;添加生物炭后,土壤p H值上升了4.77%,土壤中氨氮的含量上升了4.89%,硝态氮含量上升16.62%。四种基质对氨氮和硝态氮吸附截留效果从大到小排序依次为土炭混合＞100%生物炭＞上土下炭＞100%黑土,在土壤表层BC-H700对土壤中氨氮和硝态氮的固持作用比较明显,对氨氮的固持主要发生在0～10 cm土层,而对硝态氮的固持主要发生在0～20 cm。