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生物质炭是植物生物质在限氧或完全无氧环境下通过300~700℃高温热解后形成的一种高度芳香化物质。由于其特殊的理化性质,作为土壤改良剂施加于土壤,能够改良土壤物理性质,增加土壤碳含量。本研究在典型旱作农田区设置相关定位试验,将不同输入水平(0t/hm~2,10 t/hm~2,20 t/hm~2,30 t/hm~2,40 t/hm~2,50 t/hm~2)的生物质炭添加到土壤中。并对生物质炭输入后的土壤结构、土壤持水特性和土壤有机碳及其组分进行研究,以探寻生物质炭的添加对旱作农田土壤结构性特征及有机碳组分的影响机理。旨在为我国旱作农田区制定合理的土壤水分管理及土壤改良措施提供科学依据及理论支撑。主要研究结论如下:1)生物质炭的添加能够改善旱作农田的土壤结构,降低土壤容重,增加土壤毛管孔隙含量,但对土壤非毛管孔隙的影响较小。2)生物质炭施入初期减小土壤团聚体稳定性,随着生物质炭施入年限的增长土壤团聚体稳定性呈缓慢增加的动态变化趋势。3)Gardner模型对旱作农田各生物质炭输入水平的土壤持水曲线拟合效果良好,从拟合结果可以发现,随着生物质炭输入水平的增加,土壤持水及供水能力也随之增加。生物质炭输入水平达到40 t/hm~2后旱作农田土壤持水及供水能力达到最佳且趋于稳定4)生物质炭的添加能够增加土壤饱和含水量、田间持水量、土壤有效水分含量,对土壤凋萎系数的影响并不明显。生物质炭输入水平达到40 t/hm~2后土壤饱和含水量、田间持水量、土壤有效水分含量达到最佳且趋于稳定。5)生物质炭的输入能够显著增加土壤TOC、ROC、MBC、HFOC含量,随着生物质炭输入水平的增加,TOC、ROC、MBC、HFOC的增加幅度加大。生物质炭对HWOC的影响较低。生物质炭输入后TOC与ROC、MBC、HFOC呈显著正相关关系,与HWOC的相关系较弱。且生物质炭输入对土壤碳库指数的影响明显,可显著增加土壤稳态有机碳含量、活性有机碳含量、土壤碳库指数(CPI)和土壤碳库管理指数(CPMI)。