生物质炭是植物、动物粪便等生物质在完全或部分缺氧条件下经热裂解、炭化产生的一类高度芳香化、难溶性的固态物质。生物质炭可在土壤中保存数百数千年,且富含木炭的土壤比临近无木炭土壤的肥力更高。硫在作物生长以及细胞新陈代谢过程中扮演不可或缺的角色,是植物组织结构及蛋白的构成元素,植物光合作用等重要生物化学反应都离不开硫素的参与。淡灰钙土(黄土)广泛的分布在我国西部地区,具有结构疏松,土地贫瘠,透水性强,孔隙度较大的特点,用作农业耕地,种植农作物往往产量很低。但伴随着我国人口的迅速增加,粮食需求的增加,农业用地日益紧张,急需通过对土壤的改良,增加农作物的产量。随着耕地营养元素缺失现象的日益突出,生物质炭作为一种新型的环保型土壤改良剂越来越受到人们的重视。针对生物质炭施入土壤后对土壤理化性质,对植物生理特征影响研究还很不足。目前关于生物质炭影响土壤营养元素环境行为的研究多集中于氮、磷、钾等,亟待探明施加生物质炭对作物品质、土壤酶及土壤中硫迁移转化和植物有效性的影响规律及作用机制。本文通过小白菜和玉米作物种植实验,在三种施硫处理水平(0、50、100 mg/kg)的淡灰钙土中施加0、0.5、1、2和5%牛粪生物质炭,研究施加牛粪生物质炭对小白菜和玉米生理特征及硫的植物有效性影响。为耕地土壤施加生物质炭的农业应用提供参考依据,主要的研究结果有:(1)施加生物质炭对小白菜生长发育及硫的植物有效性产生影响,在同一施硫水平下,随着生物质炭施加量的增加,小白菜叶绿素含量随之先增加后降低,但未达到显著性差异水平(P<0.05),生物质炭施加量为5%时,叶片叶绿素含量最低;小白菜叶片可溶性糖含量随着生物质炭施加量增加而增大,并且差异显著(P<0.05)。在5%生物质炭处理水平下,小白菜叶片可溶性糖含量相比对照组分别增加了126%、196%和106%。可溶性糖含量随生物质炭和硫素施加变化无明显关系;土壤pH值随生物质炭施加而增加,生物质炭施加量为5%时,较未施加组分别增加了7.6%、9.5%和5.0%;土壤过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶不随生物质炭施加量变化而显著变化(P<0.05)。当生物质炭施加量为5%时,三种土壤酶活性都表现出不同程度下降;施加牛粪生物质炭亦可提高小白菜叶片对硫的吸收,在高硫处理下最为显著,小白菜叶片富集硫与土壤全硫的变化显著相关(P<0.05),且无论施硫与否,土壤总硫和无机硫随施加生物质炭处理水平增加而减少。生物质炭对小白菜累积硫的影响,主要归因于其改善了土壤的理化性质,提高了土壤养分的有效性,以及提高了土壤微生物丰度和酶活性。(2)施加生物质炭对玉米生长发育及硫的植物有效性亦产生影响。随着生物质炭施加量增大,玉米叶片叶绿素含量随之先增加后降低,并且达到了显著性差异水平。在施加量为2%时,玉米叶片叶绿素含量最大;可溶性糖含量随着生物质炭施加量增加而增大,并且差异显著(P<0.05)。在牛粪生物质炭5%处理水平下,可溶性糖含量最高;可溶性蛋白含量随生物质炭施加量增加呈现先上升后下降的规律,在施加量为2%时,叶片可溶性蛋白含量最高,较对照组分别增加了36%、35%和34%;生物质炭施加量为2%时,玉米株高最高,玉米株高在三种施硫水平分别达到了128.8 cm,142.2 cm和132.6cm,且达到了显著性差异(P<0.05),牛粪生物质炭施加量为5%时,玉米株高最低;玉米鲜重与干重随生物质炭施加量增加呈现先上升后下降趋势,生物质炭施加量2%时鲜重与干重均最重,鲜重达到了941.2 g、1035.7 g和990.9 g,干重为364.1 g、419.2 g和380.1 g;土壤pH值均随牛粪生物质炭施加量的增加而增长;三种土壤酶活性随生物质炭施加量增加呈现先上升后下降的规律;在生物质炭施加量为2%时,三种土壤酶活性都最强,玉米叶片与根硫含量最高,且玉米叶片硫含量较对照组分别增加了92%、61%和73%,玉米根硫含量较对照组增加了24%、29%和34%;同一生物质炭施加量时,土壤全硫含量呈现低硫<中硫<高硫的趋势;根际土壤水提取<磷酸提取<盐酸提取硫量,在同一施硫处理水平,三种提取硫含量随生物质炭施加浓度增加而减少,在生物质炭施加量达到2%后,提取硫浓度都会上升。