生物炭(Bio-char)的研究与应用受到越来越广泛的关注,它已被作为一种新型的重要土壤改良物质,土壤中添加生物炭可有效改善其理化性质及土壤微生物环境条件,进而提高作物的产量。干旱时影响玉米产量的重要非生物因素之一,在干旱条件下,明确施加生物炭及配施氮肥对玉米耐旱性的响应机制,对提高玉米的耐旱性具有重要意义。为了提高玉米的耐旱性及作物产量,本项研究通过两年生物炭定位试验,设定不同生物炭(0、8、16、24t/hm2)及氮肥用量(0、150、300kg/hm2),探究其对玉米耐旱性、土壤理化性质及其玉米产量的影响规律。主要研究结果如下:(1)将生物炭添加到土壤后,可有效地改良土壤结构,最显著的变化表现为降低土壤容重,使土壤的孔隙度增大。另外,适宜的生物炭用量可使土壤耕层的含水量增大。生物炭和氮肥的配合施用能明显提高作物对土壤水的利用效率。(2)超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)是干旱胁迫后耐旱性分析的可靠生化指标,干旱胁迫后,这些保护酶的活性明显升高,且生物炭对这两种保护酶均表现出随着施炭量的增加,其活性均呈先增加后减小的趋势,说明一定的生物炭施用量可提高SOD、POD活性,进而缓解膜脂过氧化作用,提高其耐旱性;丙二醛(MDA)含量的高低直接反映出细胞质膜的受损伤程度,干旱胁迫使其大量累积致使受损程度加重,而生物炭的施入可有效降低MDA的含量,缓解干旱胁迫对植物造成的伤害,进一步提高玉米的耐旱性。(3)生物炭对植株生物学性状有一定的促进作用,与对照相比,当生物炭用量为8t/hm2时玉米吐丝期株高较不施生物炭增加8.17%,茎粗较对照增加10%,合理的施炭量对玉米的生长发育起到一定的促进作用,进而提高作物产量。当8t/hm2生物炭与150kg/hm2氮肥配施后,产量得以提升,正常灌水下产量与对照相比,增产12.81%;干旱胁迫后较对照增产11.79%。综上所述,在土壤中8t/hm2生物炭与150kg/hm2氮肥配施是促进植株生长发育、提高作物产量较为合适的选择。(4)干旱胁迫后,玉米吐丝期及成熟期的干物质积累量和籽粒理论产量差异显著。干旱胁迫使玉米吐丝期干物质积累量下降12.20%,籽粒产量降低2.70%。干旱胁迫下,不施氮时的产量耐旱系数为0.883,耐旱性较强;而增施150kg/hm2的氮肥后,耐旱系数为0.923;增施300kg/hm2的氮肥耐旱系数为0.869,说明适宜的施氮量可提高植株的耐旱性。干旱胁迫下,施氮对于成熟期干物质的积累量和水分利用效率的提高有显著效果,与对照不施氮相比,干物质积累量提高16.93%,水分利用率提高了 13.29%。