氮素对水稻的生长和产量的形成起到十分重要的作用,然而在农业生产中,大量施用氮肥,导致生产成本增加,氮素流失加剧,氮肥利用效率较低,土壤质量下降等问题。双季稻生产过程中产生大量秸秆,利用秸秆制备生物质炭还田,能够减少秸秆的污染与浪费,而且其对氮素有较强的吸附固持作用,但生物质炭对双季稻土壤氮素的吸附固持与转化的影响机理还不明确。为减少稻田土壤氮素流失、提高作物氮素吸收利用效率等提供解决途径,本研究通过吸附试验、土柱淋溶模拟试验以及大田定位试验,研究生物质炭对水稻植株氮素吸收利用以及产量的影响、土壤NH4+-N和NO3--N的吸附固持和转化的影响规律及其微生物学机制。主要研究结果如下:（1）吸附试验表明,随着溶液NH4+-N和NO3--N浓度的增加,生物质炭对二者吸附能力和吸附量均呈增加的趋势,且线性Freundlich模型可以较好的模拟生物质炭对溶液中的NH4+-N和NO3--N的吸附,NH4+-N线性Freundlich模型公式:ln Qe=1.0905ln Ce-2.6882（R~2=0.95）,NO3--N线性Freundlich模型公式:ln Qe=1.4086ln Ce-0.3696（R~2=0.99）。（2）土柱淋溶模拟试验表明,生物质炭能够促进土壤吸附固持NH4+-N,减少土壤NH4+-N的淋溶,减缓淋溶液中NH4+-N浓度的下降。与不添加生物质炭的处理相比,添加2%、4%、6%生物质炭处理,土柱各层土壤NH4+-N淋失减小,含量增加最高达153.23%。2%处理可减少土壤中NO3--N淋失,最高达7.72%。添加生物质炭4%和6%比例的处理,土柱土壤中NO3--N淋失增加,最高达36.57%。（3）大田定位试验表明,随着施入生物质炭量的增加提高土壤有机质、速效钾、p H值呈增加趋势,水稻土壤的p H值提高1.47%～6.79%,土壤速效钾含量提高7.11%～64.32%,土壤有机质含量提高9.54%～30.28%。在早稻幼穗分化期、抽穗期与晚稻幼穗分化期,生物质炭的施入导致土壤NH4+-N（0-20 cm）含量降低,降低4.55%～14.85%。在早稻成熟期、晚稻抽穗期与成熟期,施加生物质炭处理土壤NH4+-N含量增加5.30%～16.19%。土壤微生物量碳（MBC）和微生物量氮（MBN）与生物质炭量成正比,提高幅度达5.38%～89.61%。在晚稻成熟期,单施40 t hm-2生物质炭处理的氨氧化古菌基因丰度显著高于其他处理,40 t hm-2生物质炭与氮肥配施处理的氨氧化细菌丰度显著低于其他处理。早稻和晚稻在同一生育期生育期的不同的处理间土壤nar G、nir K基因丰度无显著差异,但不同的生育期对nar G、nir K基因丰度有显著的影响。在早稻抽穗期单施40 t hm-2生物质炭处理、晚稻抽穗期单施20 t hm-2生物质炭和单施氮肥处理和成熟期的单施40 t hm-2生物质炭和40 t hm-2生物质炭与氮肥配施处理的nos Z基因丰度显著高于同时期的其他处理。在同一生育时期,不同处理间的nif H基因丰度无显著差异。早稻和晚稻的不同生育期间nif H基因丰度差异显著。（4）大田定位试验表明,施入生物质炭水稻有效穗数降低0.76%～7.50%,每穗粒数增加3.43%～18.60%,产量随施炭量的增加而增加,增加幅度为2.06%～10.38%。在不施氮条件下,随施炭量的增加而增加,早稻和晚稻叶片SPAD值、地上部干物质、氮浓度和氮素积累量增加幅度分别为0.29%～6.90%、1.83%～14.87%、1.27%～9.43%和5.69%～25.48%。在施氮条件下,早稻和晚稻叶片SPAD值、地上部植株干物质、氮浓度和氮素积累量在早稻幼穗分化期与抽穗期、晚稻幼穗分化期,随施炭量的增加而减少,减少幅度分别为0.48%～3.48%、3.41%～13.70%、0.54%～10.69%和7.38%～15.98%,但在早稻成熟期、晚稻抽穗期与成熟期随施炭量的增加而增加,增加幅度分别为0.69%～17.22%、1.89%～7.48%、2.79%～17.31%和5.02%～24.83%。