松嫩平原是我国北方重要的农牧业基地,也是世界三大苏打盐渍土分布区之一。该地区土壤受高盐浓度、高pH值、离子毒害和高碱化度的多重影响,土壤理化性质恶劣,严重抑制作物生长,对松嫩平原苏打盐碱土进行改良,可缓解东北地区粮食生产的压力。本研究通过在松嫩平原苏打盐碱地施用生物炭的定位试验,研究不同施用量生物炭(0、5、10、15、20、25、30t//hm2)处理下,盐碱土土壤氮、磷、钾养分含量和Na+、Ca2+和Mg2+浓度的变化规律,阐明生物炭对玉米地上部分和地下部分养分的影响,为科学合理的利用生物炭和指导生物炭的施用提供科学依据,为保护盐碱地提供科学参考。主要研究结果如下:(1)在0-20 cm和20-40 cm 土层中,苗期和收获期生物炭处理的土壤pH值、含盐量和Na+浓度显著降低,其中T20处理下降的最多。T20处理土壤pH值由8.48下降到7.71,土壤含盐量由8.2下降至2.3 g/kg,土壤Na+浓度由117.33降至52.17 mg/kg。(2)在0-20 cm和20-40 cm 土层中,苗期和收获期生物炭处理的土壤NPK养分含量显著增加。土壤速效钾含量增加2.29%-97.14%,土壤速效磷含量增加8.06%-93.29%,土壤碱解氮含量增加7.06%-47.32%,土壤全氮含量增加7.06%-47.30%,土壤全磷含量增加10.77%-76.18%,土壤全钾含量增加8.19%-87.41%。土壤速效钾、速效磷、碱解氮、全氮、全磷、全钾之间均有相互极显著正相关关系。(3)0-20 cm和20-40 cm 土层,生物炭处理的土壤有机质含量、CEC、Ca2+浓度和Mg2+浓度均有显著提高。土壤有机质含量升高了 67.80%,土壤CEC增加了 9.78%-59.39%,土壤Ca2+浓度由2.46mg/kg增加至4.76mg/kg,土壤Mg2+浓度由5.43mg/kg增加到12.54mg/kg。(4)添加生物炭提高了玉米植株地上和地下部分的养分含量,降低了 Na+浓度,玉米植株中全氮含量增加22.06%-160.93%,全磷含量增加6.44%-90.19%,全钾含量增加15.88%-230.61%,Ca2+含量增加 4.68%-59.22%,Mg2+含量增加 1.06%-74.24%,Na+含量降低了 1 1.36%-50.77%。植物中全氮、全磷、全钾、钙离子、镁离子与土壤pH值、Na+浓度和含盐量有极显著负相关关系。(5)施用生物炭促进玉米的生长和生产,提高了玉米产量。生物炭处理穗粒重表现为为T20>T25>T15>T30>T10>T5,各处理玉米植株的百粒重由23.34 g增加至28.89 g,生物炭处理玉米产量增加了 18.14%-50%。(6)通过主成分分析,CEC、pH、含盐量解释了 90.5%的土壤理化性质的变化情况,对理化性质的影响表现为阳离子交换量>pH值>含盐量,是改变土壤理化性质的主控环境因子,可作为评价苏打盐碱地土壤改良效果的关键指标。(7)20 t/hm2生物炭处理对土壤理化性质、土壤离子浓度和植物养分含量的改良效果最好,20 t/hm2为生物炭最佳施入量。