近年来，人们对于生物质炭作为土壤改良剂的兴趣和使用日益增多。由于生物质的来源及制备工艺的不同，对于生物质炭的应用效果存在很大的不同，在一定程度上不利于生物质炭在农业中的广泛应用。因此，探究生物质炭制备原料及其工艺对温室气体的影响具有重要的意义。基于此，本论文以水稻秸秆、玉米秸秆、杨树木屑和浒苔为原料制备水热炭或热解炭，并对生物质炭基本的理化性质进行分析测定。将制备出的生物质炭添加到稻田土壤中分别进行厌氧与好氧条件下的培养实验，考察水热炭和热解炭对稻田土壤性质及甲烷排放的影响，实验中采用常规检测与16S rRNA测序相结合的手段，探讨生物质炭对稻田土壤甲烷排放的影响机制。主要研究结论如下：
　　（1）研究水稻秸秆、玉米秸秆、杨树木屑和浒苔四种材料制备的水热炭/热解炭结构性质差异，探讨了原材料和制备方式对生物质炭性质的影响。结果表明，水热炭pH值均呈现为酸性。比表面积分析表明，温度的升高使水热炭表面纤维结构减少，从而使其表面更加的光滑导致比表面积减小。O/C和H/C的值随着温度的升高而减小，说明炭化温度升高，增加水热炭的不饱和度，生成更稳定的芳香性化合物。水热炭表面官能团的种类（均含羧基、羟基）大致相同。杨树木屑水热炭、玉米秸秆水热炭和水稻秸秆水热炭所释放出的水溶性有机碳要高于浒苔水热炭。前三者释放出的溶解性有机质的荧光物质为可被微生物利用的可溶性微生物副产物，浒苔水热炭释放出的荧光物质为不可微生物利用的类富里酸和类腐殖酸物质。以水稻秸秆为原料制备的热解炭pH值均高于水热炭pH值，两者的pH值均随着温度的增加而增大。随着温度的增加，大量小分子气体物质从热解炭中挥发使得比表面积增大。更高的温度有利于热解炭发生脱羰基反应，导致C=O基团吸收峰减小，这与比表面积结论一致。在600℃制备的热解炭，释放的物质主要是可被微生物利用的络氨酸蛋白质。
　　（2）研究不同种类水热炭添加到水稻田土壤中对甲烷产生的影响机制。结果表明：杨树木屑水热炭和玉米秸秆水热炭输入使甲烷排放分别增加了18.68%和17.78%。水稻秸秆水热炭对甲烷的抑制效果不显著。浒苔水热炭对甲烷排放可降低20.21%。水热炭的输入对土壤pH值无显著影响。玉米秸秆水热炭和杨树木屑水热炭输入增加土壤中的水溶性有机碳与有机质，利于产甲烷古菌的生长，从而使得土壤中甲烷排放增加。浒苔水热炭输入土壤通过吸附作用减少了土壤中水溶性有机碳，且该水热炭释放的有机质不易被微生物所利用。因此，降低了产甲烷古菌的相对丰度，尤其是八叠球菌属（Methanosarcina），故能抑制稻田土壤甲烷排放。
　　（3）研究以水稻秸秆为原料制备的水热炭与热解炭输入稻田土壤对甲烷氧化的影响机制。结果表明：生物质炭的输入在培养前期提高了甲烷氧化的速率。由于热解炭具有高的比表面积和孔隙率，有利于微生物的生长及气体扩散，因此热解炭甲烷氧化速率大于水热炭。在培养阶段的后期，甲烷氧化活动产生的胞内聚合物增多及土壤营养物质的消耗使得氧化菌的数量和活性减小。不同生物质炭添加对土壤pH值的变化不显著。在培养结束时，溶解性有机质的荧光强度及范围基本相同。水稻秸秆生物质炭的输入造成土壤中微生物的群落结构的变化。变形菌门（Proteobacteria）是整个氧化过程中的优势微生物。600℃制备的水稻秸秆热解炭对土壤中细菌的群落影响最大。在属水平上，好氧甲烷氧化菌有Ⅰ型菌（Methylobacter）和Ⅱ型菌（Methylocystis）。在不同的处理之间Ⅰ型菌的相对丰度均大于Ⅱ型菌的相对的丰度。