生物炭是在厌氧或限氧条件下,经过高温裂解形成碳元素含量高、理化性质稳定的固体颗粒物质,由于其具有高p H、丰富的孔隙结构及表面官能团等优良特性,因此被广泛应用于土壤的改良。目前,我国干旱地区农田土壤由于气候、降水以及过度施肥导致土壤质量持续下降,土壤板结、水肥流失等问题不断产生。基于此,本论文选取新疆灰漠土和陕西风沙土为研究对象,以小麦秸秆生物炭为土壤改良剂,采用室内模拟的试验方法,按土壤质量的0%、0.5%、1.0%、2.0%、4.0%和8.0%一次性添加生物炭,并于第0、1、2、3、5、7、9、12、36周采集土壤样品,测定了土壤化学性质及土壤微生物生物量碳氮,选择常见的四种对生物炭响应敏感的土壤酶,观察其酶活性的变化,并借助酶动力学手段探讨其变化机制。主要研究结果如下:（1）对生物炭形貌结构表征发现,小麦秸秆炭表面粗糙,具有丰富的孔隙结构,比表面积较大,表面主要存在羰基（C=O）、羟基（-OH）、脂肪醚（C-O-C）、芳香醚（Ar-O-R）、芳香族C-N键和C=C键等基团。（2）生物炭的施用显著提高了灰漠土和风沙土p H值,增加了土壤速效磷、铵态氮以及可溶性有机碳含量,而显著降低了土壤硝态氮含量,且生物炭的施用量主要与土壤p H值、速效磷及硝态氮含量达到显著相关关系（p＜0.05）。两种土壤类型之间除速效磷含量增幅灰漠土低于风沙土外,其余各指标均表现为灰漠土高于风沙土。进一步研究发现,生物炭的施用极大影响了土壤氮素循环,其中土壤矿质氮的累积量降低、净矿化速率和净硝化速率明显下降,对土壤硝化作用和矿化作用产生了显著抑制效果,说明施用小麦秸秆生物炭促进了土壤微生物对氮素的同化。（3）生物炭施入灰漠土和风沙土后显著增加土壤微生物生物量碳含量,均在4.0%生物炭处理下增幅最大。生物炭在一定程度上对土壤微生物生物量氮具有促进作用,但当生物炭施用量较高时,会降低土壤微生物生物量氮,甚至低于对照;随着培养时间的延长,两种土壤微生物生物量碳的变化一致,都为先上升后下降,且分别在第3周和第5周时增幅最大。土壤微生物生物量氮的变化则不一致,灰漠土的MBN呈现先上升后下降的趋势,风沙土呈现先上升然后缓慢下降再上升的趋势。较高生物炭施用水平（8.0%）下的土壤微生物生物量碳氮比要显著高于其他处理,说明一定水平生物炭的施用可能会增加土壤环境的稳定性。（4）生物炭的施用对土酶活性均有显著影响,其中土壤脲酶、碱性磷酸酶和蔗糖酶活性有大幅的提高,对过氧化氢酶的提升作用主要在培养后期有所体现,但当生物炭用量较高时,会对土壤酶活性产生轻微的抑制作用。通过土壤总体酶活性发现,两种土壤生物炭用量均在4.0%时,总体酶活性最大,且各处理的灰漠土总体酶活性均高于风沙土。利用冗余分析发现,土壤酶活性受到土壤速效养分及微生物生物量的影响,其中NO3--N、MBC、AP、DOC、及MBC/MBN是主要因子,两种土壤各影响因素的排序分别为:NO3--N＞MBC＞AP＞DOC＞MBC/MBN和MBC＞NO3--N＞AP＞DOC＞MBC/MBN。（5）生物炭的施用对土壤酶动力学参数具有显著影响。施用生物炭后,4种土壤酶Vmax、Vmax/Km增大,而Km的变化不一致,脲酶、碱性磷酸酶和蔗糖酶的Km均有所增加,而过氧化氢酶的Km则减小。生物炭的施用增加了土壤酶的催化容量,但对其与底物亲和力的影响,则与不同因素有关,表明了生物炭对土壤酶作用的复杂性,这可能也与土壤酶的功能有关;土壤酶Vmax和Vmax/Km随生物炭施用量的增加表现为持续增或先增加后降低的趋势,而Km对生物炭的响应没有一致的规律,随生物炭施用量的增加而波动。另外,酶动力学参数在培养时间以及土壤类型上的变化因酶的种类不同而异。通过冗余分析发现,土壤酶动力学参数受土壤生物化学因子的影响,其中土壤p H值、AP、NH4+-N、NO3--N、DOC、MBC、MBN及MBC/MBN对土壤酶动力学特征影响显著。综上所述,通过研究不同类型土壤化学性质和土壤微生物生物量碳氮对生物炭及其施用量的响应,观察酶活性及动力学参数随生物炭施用量的变化,并结合农业生产的经济效益得出,4.0%生物炭施用量对两种土壤质量的提升效果最佳。