生物碳由于其丰富的孔隙结构和含氧官能团等物理化学特性,被广泛应用于土壤改良,增加土壤的持水能力、提高土壤肥力、改善土壤重金属污染等,但是关于生物碳本身吸水保水能力的研究还十分少。同时新鲜以及老化后的生物碳改良土壤保水性的系统分析报道较少。本文首先挑选了三种生物碳制备材料,研究其生产的生物碳自身吸水保水特性,挑选出优质的生产生物碳原材料,并进一步研究不同比例的新鲜生物碳、化学老化生物碳、自然老化生物碳对土壤保水性的影响。主要结论如下:(1)生物碳的理化性质和结构特征与生产材料、裂解温度等因素相关,随着裂解温度的升高,生物碳的p H值和灰分含量均有不同程度的升高,生物碳的机型和亲水性减弱,芳香性增强,不同生物碳的芳香结构不同,生物碳内部结构不断变化,骨架和孔隙结构发育越加清晰和完善。(2)由松木屑、水稻秸秆和小麦秸秆三种材料分别制成的生物碳其吸附水分性能差别显著,秸秆生物碳吸附水分子能力远大于木质生物碳,质地疏松的纤维生产出的生物碳吸水能力更佳。三者比较得出小麦秸秆生物碳吸附水分能力最强。(3)生物碳调节土壤p H值与土壤的性质、生物碳本身性质以及添加率密切相关。生物碳应用于土壤中可以提高土壤的饱和含水率、植物可利用水量和植物适宜生长可利用水量范围,较高的添加比例和裂解温度对土壤的作用效果更佳。(4)化学氧化后生物碳呈弱酸性,施入土壤会降低土壤的p H值,降低后的p H值范围均在中性左右。低温裂解的氧化生物碳可以提升土壤的饱和含水率,高温裂解的氧化生物碳对土壤饱和含水率有抑制作用。化学氧化的生物碳对土壤植物可利用水量,以及植物适宜生长可利用水量范围有积极地影响,相较于新鲜生物碳促进效果有所下降。(5)自然氧化一年后,生物碳-土壤混合物的p H较之前均降低,其表面疏水性降低,比表面积升高,饱和导水率有所下降。土壤的植物可利用水量较空白对照有所上升,但作用效果略低于新鲜生物碳。土壤的植物适宜生长可用水量范围较新鲜生物碳有较大幅度上升。