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生物炭对土壤有机质的影响已得到广泛的研究,但生物炭如何影响原有土壤有机质的化学组成尚不清楚,尤其在农田生态系统中。本试验基于宁夏灌区稻田土壤长达5年的定位试验,一方面通过溶剂萃取和CuO氧化的方法提取土壤中有机质化学组分,另一方面通过常规检测和根系扫描的方法测定了土壤基本理化性质和水稻根系的形态指标,通过主成分分析法得到根际效应的表现,回答了生物炭添加对稻田土壤有机质组成成分与稳定性的关键问题,并通过理化指标、水稻生长等方面进一步阐释生物炭添加对稻田土壤的影响。本试验设计了四个生物炭水平,分别为C0处理（0 t/ha biochar）、C1处理（低量碳处理,4.5t/ha biochar）、C2处理（中量碳处理,9 t/ha biochar）和C3处理（高量碳处理,13.5 t/ha biochar）,在常规施肥（300 kg/ha N,90 kg/ha P2O5,90 kg/ha K2O）的基础上进行试验,每个处理重复三次。试验主要结论如下:（1）宁夏稻田土壤有机质经溶剂萃取得到主要源于微生物的短链的链烷醇类、链烷酸类,主要源于植物的甾醇类物质和长链的链烷酸类化合物;CuO氧化主要得到木质素来源的酚类物质,如含香草基、丁香基、肉桂基的酸类、醇类和醛类物质。（2）生物炭的添加能够增加土壤有机质化合物组分的降解,但降低了木质素内部的氧化程度。具体表现为,与C0相比,C1处理显著降低了31.19%源于植物的木质素、32.7%长链化合物和25.9%麦角固醇的含量,但显著增加了42.9%源于微生物短链的化合物;C2处理降低了20.1%短链化合物、15.4%长链化合物、8.9%麦角固醇的含量,而木质素含量增加4.59%;C3处理中生物炭的添加降低了各类有机质化合物组分的含量。但是,生物炭的添加显著降低了木质素内部醛基的氧化程度。（3）生物炭添加对宁夏稻田土壤活性养分含量及pH没有显著增加作用,显著增加了土壤TOC的含量。与C0处理相比,在低量碳处理中降低了7.48%碱解氮、5.04%速效钾的含量,显著增加了土壤中有机碳的含量C1、C2、C3处理分别增加了24.26%、50.59%、36.69%的土壤TOC。（4）生物炭的添加对水稻根系生长具有不同的影响,主要表现为生物炭的添加对分蘖期根系生长具有促进作用,拔节期低量碳对根系生长具有促进作用,而高量碳对根系生长表现为抑制作用,至灌浆期低量碳的促进作用减小,而高量碳可以延缓根系衰老。（5）主成分分析的结果显示,水稻分蘖期根际效应在活性养分含量因子间具有明显区分,而有机质化学组分和降解参数在处理间具有明显的差异。C0处理中根际与非根际在游离化合物含量和木质素降解参数两个主成分有明显区分,而施碳处理在木质素含量上有明显区分。