土壤侵蚀会造成富含养分的表层土壤持续流失,降低土壤持水保肥效果,是农田土壤退化的主要原因之一。而生物炭作为一种土壤改良剂应用于耕作土壤受到广泛关注,生物炭施加不但可以减轻温室气体排放,还可以改善土壤理化性质。但是目前关于生物炭的施加对侵蚀退化农田土壤的改良研究还相对较少。本文通过模拟沈阳地区农田棕壤的3个侵蚀程度,研究施加0%、4%和8%生物炭对土壤含水率、有效磷、碱解氮、有机质和苜蓿产量的影响,从而为生物炭在侵蚀退化农田的应用提供一定的理论基础和技术支撑。主要研究结果如下:(1)侵蚀程度和生物炭施加对土壤含水率均无显著影响,土层深度与土壤含水率呈极显著正相关。在3种施炭处理中,未种植苜蓿小区和苜蓿种植小区年内含水率最低值分别出现在中度侵蚀和未侵蚀小区,且年内含水率总体变化均表现为强烈侵蚀的小区最高。(2)侵蚀程度和生物炭施加均会对土壤有效磷含量产生显著性影响。不同侵蚀程度土壤中3个生物炭施加水平有效磷含量均具有以下变化:未侵蚀>中度侵蚀>强烈侵蚀(P<0.05),在0-20cm土层中未侵蚀土壤有效磷含量比中度侵蚀高出24.74%和28.91%,比强烈侵蚀高出130.58%和64.48%;土壤有效磷含量随生物炭施加水平整体表现为:8%生物炭>4%生物炭>0%生物炭(P<0.05);其中4%生物炭相比于0%生物炭土壤有效磷提升范围在54.77%~211.57%之间,而8%生物炭提升范围在106.00%~352.01%之间。在未侵蚀和中度侵蚀条件下,苜蓿种植小区的有效磷含量相比于未种植小区有较明显的提升,而在强烈侵蚀则为降低。(3)侵蚀程度和生物炭施加均对土壤碱解氮的影响没有表现出规律性。但在苜蓿种植小区与未种植小区土壤碱解氮含量的对比中发现,相同侵蚀程度和生物炭施加条件下,苜蓿种植小区碱解氮含量整体高于未种植小区,施加生物炭后两者差距会略有减小。(4)施加生物炭对土壤有机质的提升具有显著作用(P<0.05)。施加生物炭后,土壤有机质含量随着生物炭含量的增加而递增,表现为:8%生物炭>4%生物炭>0%生物炭;其中4%生物炭相比于0%生物炭的有机质提升范围在24.16%~31.41%之间,8%生物炭相比于0%生物炭的有机质提升范围在56.61%~68.34%之间,而种植苜蓿对土壤有机质含量无明显影响。这说明施加生物炭对土壤有机质的提升效果显著,且生物炭施加量越大,效果越好。但是根据相关性分析发现土壤侵蚀对有机质含量无显著影响(P>0.05)。(5)施加生物炭后苜蓿产量也会有所提升。在未侵蚀状态下,施加4%和8%生物炭小区的苜蓿产量均显著高于未施加小区,而生物炭施加小区4%又高于8%,施加生物炭较未施加生物炭苜蓿产量分别提升了52.10%和32.77%。即随着生物炭含量的增加,苜蓿产量开始下降,生物炭对苜蓿生长的抑制作用开始显现。农田土壤发生侵蚀后,苜蓿产量则体现为随着生物炭含量增加而增加,尤其是强烈侵蚀下,施加8%生物炭对苜蓿产量比未施加生物炭的小区产量提升了197.22%,可见施加生物炭可以有效缓解侵蚀退化所造成的减产作用。