生物炭是一种黑色颗粒状物质,含碳量高（≥60%）,孔隙结构极为丰富,比表面积巨大,吸附能力强。灰钙土是分布于我国西北地域的主要土壤类型之一,结构疏松,具有较高的透水、透气性,较低的有机质含量。将生物炭施入灰钙土土壤,有利于改善灰钙土土壤的性质和结构,改善灰钙土农田的生产能力。土壤热物理性质是影响地表能量平衡进而影响黄土地区下垫面结构的重要因素,不同土壤的热物理性质不同,吸收一定的热量后其温度增减幅度不同。土壤温度影响着土壤内部各种物理、生化反应,同时也影响微生物活性、作物生长发育等。为了研究小麦秸秆生物炭输入对西北灰钙土农田土壤热状况的影响,本研究首先通过实验室试验,将小麦秸秆生物炭分别以质量比为0%、1%、3%、5%的添加量加入灰钙土土壤中,探究了小麦秸秆生物炭对农田灰钙土土壤p H、有机质、孔隙率和容重的影响,以及不同生物炭添加量与不同含水率对土壤热物理性质的影响。其次,通过田间小区试验,在休耕期（10/12/2019-12/18/2019）设置不同施用量的小麦秸秆生物炭:对照0 kg·m-2（BC0）、1 kg·m-2（BC1）、4 kg·m-2（BC4）,原位测定各小区土壤含水率、反照率,热容量、导热率、热扩散率和温度等指标,探究小麦秸秆生物炭输入对休耕期农田土壤热物理性质与反照率的影响,以及土壤热物理性质和反照率分别与土壤温度的响应。最后,在种植期（6/7/2020-8/18/2021）通过田间小区试验,在休耕期的处理梯度基础上,每个处理分别再设置两个副处理:种植小麦（BC0+,BC1+,BC4+）和未种植小麦（BC0,BC1,BC4）,对比分析种植小麦和未种植小麦条件下,生物炭对种植期灰钙土农田土壤反照率及热物理性质的影响及机制,以及反照率和热物理性质与土壤温度的响应。主要研究结果如下:（1）随小麦秸秆生物炭添加量的增大,灰钙土土壤的容重逐渐减小,土壤孔隙率、p H值及有机质含量逐渐上升。在同一含水量条件下,生物炭降低土壤热容量、导热率和热扩散率较为明显。当生物炭添加量相同时,土壤导热率和体积热容量均随含水量增大而增大,其中,体积热容量与含水率之间呈线性正相关,导热率与含水率之间呈对数关系;热扩散率随含水量的增大先增大后减小。（2）在休耕期,相较于BC0,BC1、BC4处理的土壤导热率最大降幅分别为24%、25%;BC1、BC4处理的土壤热扩散率较BC0的最大降幅分别为14%和25%;对于热容量,在无降水无冻结条件下,BC1的降幅大于BC4的降幅,相较于BC0,BC1与BC4的热容量最大降幅分别为33%和17%。此外,土壤含水率在休耕期无降水情况下,随生物炭量的增加而减少,而在低温冻融期,土壤含水率随生物炭量的增加而增加,且各热参数均与含水率变化趋势基本一致。5 cm段土壤受近地表气温干扰较大,温度变化规律不明显;20 cm段土壤温度受近地表气温影响较小,随生物炭施加量的增大而减小,BC1、BC4的较BC0的平均温度降低了0.8%、1%。休耕期地表反照率随着生物炭的施加量的增大而降低,随降水和蒸发而升降明显,但反照率和含水率以及温度之间呈不显著的负相关关系。综上,在田间状态下,小麦秸秆生物炭主要通过影响土壤含水率进而影响土壤热物理性质,影响程度取决于其施用量;小麦秸秆生物炭能通过影响土壤热物理性质间接影响土壤温度。（3）在种植期,BC1与BC4较BC0的含水率最大降幅分别为:19.60%、25.75%,导热率最大降幅分别为:28.18%、50.80%,热扩散率最大降幅分别为:37.41%、44.36%,5 cm温度的最大增幅分别为:28.22%、34.65%,20 cm温度的最大增幅分别为:32.44%、37.11%;BC1+与BC4+较BC0+的含水率最大增幅分别为:36.71%、33.86%,导热率最大降幅分别为:8.91%、16.64%,热扩散率最大降幅分别为:6.43%、20.51%。20 cm温度的最大降幅分别为:4.45%、3.14%。无论是否有小麦生长,当生物炭添加量为1 kg·m-2时,提高了土壤热容量,当添加量为4 kg·m-2时,降低土壤热容量。裸地条件下,反照率随生物炭施加量的增大而降低,各处理的反照率变化与含水率变化之间并无明显规律。小麦生长能够降低地表反照率,且能掩盖含水率以及生物炭对地表反照率的影响。随着小麦生长,各处理之间的反照率差异逐渐缩小。综上,在种植期生物炭对土壤热性质及温度的影响程度与生物炭施用量有关;有小麦生长条件下,生物炭对土壤热性质及温度的影响除了受生物炭施用量的影响外,还受小麦生长的抑制,且与此同时,小麦生长也能影响土壤热性质和温度,影响程度受生物炭抑制。