用水量大，肥料流失严重是华中地区水稻生产面临的一大主要制约因素，如何提高水稻水肥利用率，保障粮食增产和水质安全是我国南方稻作区农业可持续发展与环境治理研究的热点。近几年，生物炭作为一种新型环境材料的出现在改善土壤质量、提高作物水肥利用率以及提高作物产量方面具有应用前景。本研究针对华中地区水稻生产水肥利用率低的现状，运用室内土柱模拟和大田试验相结合的方法，研究了通过添加生物炭对增强稻田土壤持水性能，减少土壤氮素淋失，提高水稻产量等方面的可行性,为生物炭在农业上的应用提供参考。已完成的主要研究结果如下：　　（1）施加生物炭能够有效降低土壤容重，增加土壤水分含量，施炭比为0%～8%范围内，炭土质量比与土壤含水量之间满足良好的二次多项式关系，从拟合二次多项式曲线上看，饱和含水量与田间持水量的增加速度均随着施炭量的增加而减缓。Van Genuchten-Mualem模型能够较好的拟合添加生物炭后土样水分特征曲线，模拟结果显示，土壤的饱和含水量与残余含水量均随着生物炭施加量的增大而提高，在同一土壤水吸力下，土壤水分含量与施炭量成正相关，以此得出施加生物炭能够提高土壤的持水能力。　　（2）为期92天的土柱淋溶试验结果表明，施加生物炭减少了土壤淋失液体积，当炭土质量比达到2%时，可显著降低土壤累积淋失液体积，随着炭土质量比的增大，土壤累积淋失液体积越小。四种施炭量均减少了NH4+-N的累积淋失量，随着施炭量增多，NH4+-N的累积淋失量越少，炭土质量比达到4%时可显著（P＜0.05）减少NH4+-N的累积淋失量；1%炭土质量比显著（P＜0.05）抑制NO3--N的淋失,但当炭土质量比达到2%时NO3--N的淋失量有所增加，且随着炭土质量比的增大，NO3--N淋失的越多，炭土质量比为8%时达到显著性水平（P＜0.05）。　　（3）水炭耦合对水稻生长及产量的大田试验研究结果表明，与常规灌溉A相比，控制灌溉B处理水稻茎蘖数、株高、LAI受到了轻微的抑制，水稻产量略有下降但耗水量明显降低，平均减少了25.83%，水稻的水分生产率平均提高了32.93%；控制灌溉C不仅促进了水稻地上部分生长，提高了水稻的产量，而且耗水量得到明显降低。在两种控制灌溉条件下，施加生物炭均促进了水稻地面部分的生长，水稻的产量最大增加量为210.73kg/hm2，水分生产率最大提高了0.3kg/m3，而在常规灌溉条件下，施加生物炭处理对水稻地面部分生长影响不大，生物炭施加量为10t/hm2时没有提高水稻产量，施加量为20t/hm2时水稻产量增加了94.1kg/hm2，相比未施炭处理施加生物炭均提高了水稻水分生产率。控制灌溉C与20t/hm2生物炭量相结合为此次试验最合理的处理方式。　　（4）氮炭耦合对水稻生长及产量的大田试验研究结果表明，相比低氮处理，中氮条件下水稻的茎蘖数、株高以及LAI均有明显的增加，水稻的平均有效穗数和产量分别提高了11.63%和21.69%，水分生产率平均增加了0.13kg/m3，但随着施氮量的继续增加，水稻的生长及产量并没有得到有效促进；中氮和高氮条件下施加生物炭不能有效的提高水稻的茎蘖数和有效穗数，且水稻的产量和水分生产率增加效果也不明显，而在低氮条件下施加生物炭能够有效的促进地面部分的生长，相比未施加生物炭处理，施加20t/hm2生物炭处理水稻有效穗数提高了12.40%，水稻产量提高了13.23%，水分生产率提高了12.50%。低氮处理下施加生物炭更有利于促进水稻的生长及产量的提高。