何大卫，赵艳泽，高继平*，隋阳辉，辛 威，易 军，张文忠*

    (1 沈阳农业大学水稻研究所/北方粳稻育种栽培技术国家地方联合工程实验室/农业农村部东北水稻生物学与遗传育种重点实验室，辽宁沈阳 110161；2 辽宁省农业科学院玉米研究所，辽宁沈阳 110161；3 东北农业大学农学院，黑龙江哈尔滨 150030；4 四川省农业科学院植物保护研究所，四川成都 610066)

    水稻是我国的主要粮食作物之一，保障水稻的高产稳产对我国的粮食安全具有重要意义。氮素是水稻生长发育的重要限制性元素，对水稻的生长发育以及产量的提高起着举足轻重的作用[1–4]。然而，不合理的施用氮肥不但造成了肥料资源的浪费，还导致了土壤酸化、水体富营养化及温室气体排放加剧，严重破坏了生态平衡和安全[5–7]。生物炭是一种良好的土壤改良剂，将生物炭施入稻田可以改良土壤的理化性质，促进水稻的穗粒形成，提高养分的吸收效率[8–10]。因此，生物炭有望在协同提高作物产量和资源高效利用方面开辟新途径。

    生物炭是生物有机质在缺氧或限氧条件下，经高温裂解后生成的一种稳定性强、含碳量高的固态产物，其具有多微孔、比表面积大、吸附力强、富含碳等理化特性[11–13]。农用生物炭一般是以秸秆等农田废弃物为原料制成。将秸秆炭化后还田比直接还田增产潜力更大，秸秆炭化还田后能够促进水稻全生长期的养分吸收，更有利于干物质的积累，从而获得更高的产量[14]。农田中施入生物炭不但能有效改善土壤结构、增加作物产量，还可以提高氮肥利用率[15]。不同温度制备的生物炭对氮素的吸附能力不同，700°C下制备的生物炭有利于土壤真菌和细菌定植，进而增加了氮素的气态挥发，而400°C下制备的生物炭则抑制了氮素的挥发，有效缓解了稻田氮素的损失[16]。当前，施用生物炭对作物产量形成和氮素利用影响机理的研究多集中在生物炭对土壤氮素的影响方面[10,15,17–21]，而关于生物炭施入条件下北方粳稻对养分的吸收与利用的研究较为鲜见，且生物炭施入后增产还是减产结果不一致，其对产量形成的影响机制仍不明确。本试验以轻简化、精准施氮[3,22–23]为背景，在生物炭施入的前提下设置了两个施氮处理，探究不同氮肥水平下，生物炭对粳稻的产量形成与氮素吸收和利用效率的长期效应，明确生物炭对粳稻产量形成的影响机制，揭示生物炭在粳稻主要生育进程对氮素的同化作用，为实现北方粳稻产量与氮效率协同提高提供科学参考。

    1 材料与方法

    1.1 试验材料与试验地点

    本试验以辽宁省主栽品种‘沈农265’为供试材料 ......