生物炭（biochar）是由秸秆、果壳及木屑等生物质高温厌氧裂解产生的一类富碳、轻质、多孔固态物质,比表面积大、吸附力强,且具有较高的热稳定性和化学稳定性,表面分布多种有机官能团、金属离子等。农田施用在蓬松土壤、保持土壤水分、缓控土壤养分流失及促进作物生长等方面表现优良潜能,但生物炭的性能受制备原料、热解工艺及施用条件等因素影响。本研究以花生壳、玉米秆、竹子及木屑为原料,制备生物炭,设置批量吸附试验,结合室内培养,对比研究不同原料生物炭对铵态氮、硝态氮的吸附性能,观测作物种子萌发、种苗发育及土壤微生物对生物炭输入的响应特征,揭示生物炭对土壤氮素活动的调控机制,评价其对农田施用的安全性。以期为生物炭材料的优选开发提供理论支撑。主要研究结果如下:（1）四种原料生物炭对NH₄⁺-N/NO₃^--N吸附均显著受体系pH影响,其中对NH₄⁺-N吸附量随溶液pH值增大而增大,而对NO₃^--N的吸附量逐渐降低。在初始浓度800mg·L^-1的体系中生物炭对NH₄⁺-N/NO₃^--N的吸附达到平衡,其中对NH₄⁺-N的最大吸附量9.5¹2.5mg·g^-1,大小表现为花生壳生物炭（PBC）>玉米秆生物炭（MBC）>竹屑生物炭（BBC）>杨木屑生物炭（ABC）,Langmuir方程能够较好地描述生物炭对NH₄⁺-N的热力学行为,伪二级动力学方程可以较好的描述生物炭对NH₄⁺-N的动力学吸附过程,吸附均在50min内达到平衡。对NO₃^--N的最大吸附量为18⁴4mg·g^-1,吸附能力大小表现为MBC>PBC>BBC>ABC,PBC、MBC和BBC吸附等温线符合Langmuir模型,ABC符合Freundlich方程,吸附均可以在60min内达到平衡,伪一级动力学方程可以较好的描述生物炭对NO₃^--N的动力学吸附过程。（2）四种生物炭均呈碱性,pH 8.76⁹.92,孔隙度0.89⁴.77nm,含有-O-、-OH、-C=O等含氧官能团,灰分中含N、S、K等植物营养元素。四种生物炭浸提液中及施用后的土壤中均有多环芳烃（PAHs）检出,含量在62.47⁹3.55μg·kg^-1范围,且不同原料生物炭PAHs含量存在显著差异。与对照相比,生物炭对小麦种子和黄瓜种子的发芽率影响不显著,但是随着生物炭添加量的增加,对作物根长和茎长呈现先促进后抑制的趋势,PBC添加量低于80.0g·kg^-1,MBC、ABC和BBC的添加量分别低于40.0g·kg^-1时对小麦和黄瓜幼苗生长具有促进作用,对小麦根长和茎长促进大小表现为PBC>MBC>ABC>BBC;对黄瓜根长促进表现为ABC>PBC>MBC>BBC,对茎长表现为PBC>ABC>BBC>MBC。当高生物炭添加量高于160.0g·kg^-1时对小麦和黄瓜幼苗的根长及茎长均表现出明显抑制作用,其中小麦幼苗生长抑制率达110.22⁴.89%,黄瓜幼苗生长抑制率达82.56⁴.17%,抑制率最明显的是MBC。（3）PBC,MBC和ABC施用,增加土壤总磷脂脂肪酸（PLFAs）量,与对照(24.05nmol·g^-1)相比,分别增加了17.48,15.44,9.54nmol·g^-1,增幅大小为PBC>MBC>ABC,但随添加量升高均呈现降低趋势。添加BBC显著降低土壤总PLFAs量,降低幅度为12.38⁹.33nmol·g^-1;四种生物炭添加均显著增加土壤真菌/细菌比,其中MBC、ABC增加真菌量,较CK分别增加29.4%⁸2.6%。高量(160g·kg^-1)添加PBC,BBC显著降低真菌量,较CK降低51.0%⁸2.6%。PBC,MBC和ABC适量(20.0⁴0.0g·kg^-1)添加提高土壤细菌量,而高量添加(160.0 g·kg^-1)则降低。添加BBC后,土壤细菌量下降45.7%⁷6.2%。PBC,MBC和ABC添加后土壤细菌数量与pH呈负相关关系,其中MBC和ABC达显著水平,真菌与EC呈正相关关系,其中MBC达显著水平（r=0.595）。PBC添加土壤细菌与NH₄⁺-N含量呈显著负相关,MBC添加土壤真菌/细菌与NH₄⁺-N含量呈显著负相关,BBC添加土壤革兰氏阴性菌与NH₄⁺-N含量呈极显著负相关,可见生物炭添加通过调节土壤pH、EC和NH₄⁺-N含量等,影响土壤微生物群落结构。