黑土是我国宝贵的资源，合理利用黑土关系到区域生态安全。随着农业技术的蓬勃发展，近年来我国粮食产量逐年递增，但由于对黑土资源缺少合理的管理，水土流失严重，东北黑土耕作层变薄，土壤酸化，降低了土地的生产力。另一方面，东北黑土区秸秆资源丰富，大面积焚烧秸秆不仅浪费资源，而且产生严重雾霾，严重影响人民生活质量。探索 黑土资源的高效利用与保护以及秸秆资源的合理利用刻不容缓。

生物炭是作物秸秆、动物粪便等原材料在缺氧的条件下，高温( ＜700℃ ) 裂解而成的一种高度芳香化、富含碳素的固态产物。秸秆是生物炭的理想来源，以生物炭为核心的秸秆炭化还田技术同时满足高效率利用秸秆资源、减少面源污染的需要，因而受到了许多学者的关注。大量研究表明，施加生物炭可以减小土壤容重、提高孔隙度、稳固土壤三相比例、改善土壤团聚体结构、提高土壤储水量、提高田间持水率和饱和含水率、大幅提高农作物产量并且维持高产稳产性。但经过学者研究，发现生物炭也有负面影响。经田间试验发现，施加4t/hm2的生物炭，会使水稻产量降低23.3%; 长期大剂量施用生物炭会 使土壤呼吸速率显著增加，不利于土壤固碳减排。这表明土地和作物受生物炭影响的过程十分复杂。目前，关于生物炭短期应用的研究成果十分丰富，但缺乏关于中长期效果的研究。为此，本研究以玉米为供试作物，黑土区坡耕地为研究对象，连续施加4年生物炭，旨在探讨中长期施加生物炭后年际间土壤结构、持水性能与作物产量及其稳定性等指标的变化规律，找出该地区最优生物炭施加量和施用年限，为高效利用黑土资源及农作物秸秆资源提供科学依据和技术支持。