生物炭（biochar）是由生物质材料在无氧或限氧条件下高温热解而成的一类含碳量丰富的、纹理细腻的多孔状材料，其能够保持土壤的水分和肥力，是一种良好的土壤改良剂。常见的生物炭包括稻壳炭、秸秆炭、竹炭、木炭和由动物粪便制成的炭等。生物炭高度稳定，且具有较强的吸附能力，在全球气候变化、碳循环和环境问题中发挥着重要的作用。近年来，氮肥大量使用所造成的面源污染正在形成土壤、水体、生物到大气的立体污染格局（土壤酸化、水体富营养化、温室效应加剧等），严重影响农业发展和生态环境平衡。如何提高氮肥的利用有效性及减缓氮肥大量使用所引起的环境污染问题，已成为中国经济、生态和环境健康持续协调发展亟需解决的问题。本研究采用湿地植物芦竹为原料制备生物炭，通过土柱淋溶试验和盆栽试验，分析其对土壤中氮素淋失及氮素迁移转化过程的影响，研究其对植物生长及氮素生物有效性的影响，初步探讨其作用机理，为生物炭在农业生产及环境领域的规模使用提供基础的数据支撑与理论基础。具体的研究结果如下：芦竹500oC炭化2h制备的生物炭含碳量达74.3%，表面酸性官能团和碱性官能团含量分别为2.71mmol·kg^-1和2.96mmol·kg^-1，脂肪烃类官能团较少而芳香烃类官能团较多。通过室内土柱淋溶试验，研究土壤中添加不同形态的氮肥（铵态氮和硝态氮）时生物炭对土壤氮淋失的影响，结果发现：添加铵态氮肥的土壤中，生物炭的添加能提高淋滤液和土壤pH，同时也能减缓由于氮肥大量施用而引起的土壤酸化（经过60天的培养，空白处理组pH由原来的6降低到4左右）问题。但生物炭对氨氮的淋失无明显抑制效果，而硝氮的淋失量显著减少，生物炭添加量为1%、2%和5%时，硝氮淋失量分别是空白处理组的54%、49%和19%。生物炭的添加也可能促进土壤微生物的活性，导致土壤氮素同化作用增强。添加硝态氮肥的土壤中，生物炭能有效抑制土壤中氨氮和硝氮的淋失。当生物炭添加量为5%时，硝氮和氨氮的淋失分别减少49%和22%。在淋溶试验中，添加生物炭处理组中，玉米的根、茎、叶的干重及根系各参数均小于空白处理组，添加生物炭后抑制玉米的生长。但是添加生物炭处理组中玉米总氮含量明显高出空白处理组45%¹67%，说明生物炭能促进玉米对氮素的吸收。通过室内盆栽试验得出：生物炭的添加显著促进玉米、黄瓜的生长，玉米、黄瓜干重量分别提高63%⁸0%、19%²3%；根长、根体积、根表面积和根尖数也显著增加。说明生物炭的添加，能增强植物根系的生长能力，促进植物的生长。处理组之间植物体内总氮及土壤总氮含量无明显变化，但植物体生物量却有显著提高，说明生物炭可能有效提高氮素的生物有效性。本研究表明，生物炭可能有效抑制土壤氮素的淋失，提高土壤持留氮素的能力；促进植物对土壤氮素的吸收与利用，提高其生物有效性。因此，生物炭技术的兴起与应用为我国农业持续高产发展与生态环境平衡的持续发展提供新的思路与方向。