东北黑土区由于长期频繁耕翻、地表裸露、高强度输出以及缺乏有机物投入,导致土壤退化严重。土壤有机质的下降伴随着土壤肥力的下降,特别是氮素的调控能力减退,致使土壤供氮能力、氮肥利用率下降,已成为制约东北粮食生产可持续发展的瓶颈。同时,氮素的流失也引起严重的环境污染。因此,开展黑土区主要旱田土壤氮素转化过程及调控技术研究既可以增加作物的产量效益,降低成本,保障国家粮食安全又可提高氮肥利用效率,助推“藏粮于地”战略,促进东北黑土区农业的可持续发展。被誉为“黑色黄金”的生物炭,具有复杂的多孔结构、巨大的比表面积,可作为养分载体,能够有效地缓解肥料养分在土壤的释放速率,降低养分淋洗洗损失,从而提高肥料利用率,起到缓释增效的作用。基于此,本文以东北黑土区薄层黑土和白浆土为研究对象,化肥硫酸铵（低N、高N和中N）配施生物炭在减施条件下,采用温室盆栽种植和15N稳定同位素示踪技术,通过分析生物炭对土壤理化性质、土壤中残留的氮及植物氮素累积的影响系统研究生物炭对土壤供N能力及土壤理化性质的影响;生物炭肥料N来源的土壤中残留N、植物吸收N及其持续供N能力的影响;生物炭对肥料N在土壤-作物系统中的分布及去向的影响,以期为进一步采取措施调控黑土区土氮素循环与供应,生物炭和氮肥的合理使用提供理论依据。研究结果表明:1.单施生物炭及生物炭配施氮肥均能显著增加土壤的pH值,白浆土上增加的幅度大于黑土,白浆土和黑土分别增加了3.0%-5.6%和2.6%-4.5%;生物炭、单施氮肥和及生物炭配施氮肥对土壤pH均有显著的影响。2.在小麦各生育期,生物炭各处理均能显著提高土壤中有机质的含量,成熟期白浆土和黑土有机质含量增加的幅度分别为7.9%-12.1%和11.8%-15.9%。3.与单施氮肥相比,生物炭配施氮肥能降低肥料氮来源的无机氮在土壤中残留,生物炭物炭对高施氮处理影响显著。4.在土壤-作物系统中生物炭配施氮肥能显著促进植物对氮肥的利用效率,降低了肥料氮来源的无机氮在土壤中的残留。5.黑土上肥料N残留率显著高于白浆土,生物炭配施氮肥处理,黑土和白浆土上植物对氮肥的利用效率的差异先增大后降低。