氮素是植物需求量最大的必需营养元素。我国农业氮肥施用量较高,利用率较低,面临潜在的环境危害。因此,在尽量充分发挥氮素生产效用的前提下,降低农业生态系统中氮肥的投入和损失,控制其对环境的不利影响,是当前土壤氮素研究中的重要任务。生物质炭由于其特殊的结构和功能近年来在提高土壤肥力,固碳减排,环境修复等方面已有不少报道。生物质炭同时影响土壤氮素转化,研究表明,生物质炭具有很强的吸附能力,通过对NH4+的吸附而影响土壤硝化过程。但是,生物质炭对土壤氮素的影响因土壤类型差异而结果不一。本研究将生物质炭应用于陕西关中平原塿土,通过分析生物质炭施用下土壤氮素矿化和土壤理化性质的变化为生物质炭在该区的可利用性提供参考。本研究分为两个部分:(1)采用三因素六水平均匀设计进行室内培养试验,探讨生物质炭输入在不同形态化学氮肥施用下对土壤氮素矿化的影响;(2)采集施加生物质炭且经历一季作物生长后的土壤采用通气培养法测定土壤可矿化氮进行土壤供氮潜力的研究,并对土壤容重,有机碳、全氮、pH及速效磷、钾进行测定,分析生物质炭添加对塿土理化性质的影响。结果表明:(1)化学氮肥的施用增加了土壤无机氮累积,三种氮肥对无机氮累积的效应为硝态氮肥>铵态氮肥>酰胺态氮肥。(2)土壤pH在施肥初期有急速的变化,表现为施用铵态氮肥和酰胺态氮肥时有微小的降低,随后pH回升,且这种效应随着生物质炭施用量的增加而增大。(3)氮肥、水分、生物质炭三因素偏最小二乘回归分析显示,氮肥和水分解释响应变量(土壤pH、NH4+-N、NO3--N、Nin含量变化量)的能力达到81.8%~86.7%。具体而言,对土壤pH的改变氮肥为负效应,水分为正效应(硝态氮肥时为负),生物质炭为负效应;对NH4+-N的变化氮肥为负效应(硝态氮肥时为正),水分为正效应(硝态氮肥时为负),生物质炭为负效应;对NO3--N的变化氮肥为正效应,水分为负效应,生物质炭为正效应(铵态氮肥时为负)。可总结为,与氮肥和水分两个因素相比,生物质炭对施肥后四周土壤氮素矿化的影响非常微弱,但是,生物质炭的参与会促进硝化作用。(4)大田土壤全氮和可矿化氮结果表明,经过一个作物生长季后,施用氮肥和灌溉处理下土壤供氮能力均显著提高,在施用氮肥的基础上再施用生物质炭处理其供氮能力的提高程度低于单施氮肥。(5)生物质炭的施用显著影响了土壤理化性质,在本试验条件下,最高的生物质炭施用量即8 t/ha未能显著降低土壤容重,但提高了土壤有机碳含量。土壤pH随着生物质炭施用量增加而降低。生物质炭的施用会降低土壤NO3--N残留而提高土壤NH4+-N残留。生物质炭施用对土壤速效磷的提高幅度为19.7%~142.4%,但仅在8 t/ha施用量下显著。生物质炭对土壤速效钾的提高幅度为29.2%~149%。综上,生物质炭通过促进土壤硝化过程显著影响了塿土氮素转化,生物质炭对塿土理化性质的影响依赖于其施用量。