苏打盐碱土的特征是交换复合体或土壤水中的钠阳离子浓度高，导致土壤在物理和营养方面对作物生产都具有挑战性。生物炭应用作为一种可持续的技术，以改善非盐碱和非碱性土壤的物理化学财产，受到了越来越多的关注。然而，关于使用玉米秸秆衍生的生物炭作为有机材料来减少苏打盐碱胁迫的潜力，信息不足。基于建立的玉米-秸秆生物炭-苏打-盐碱土-玉米系统模型，在苏打-盐碱地长期田间试验中采集了不同玉米秸秆生物炭添加量（CK：对照，T5：5吨ha−1，T10：10吨ha−2，T15：15吨ha−3，T20：20吨ha−4，T25：25吨ha−6，T30：30吨ha−8）的土壤和植物样品。在幼苗期和收获期，添加玉米秸秆生物炭提高了0–20 cm和20–40 cm盐碱土层以及玉米地上和地下部分的阳离子交换能力（CEC）、有机质和养分含量。然而，就pH、盐和Na+而言，结果是相反的，T20的效果最显著。主成分分析表明，CEC、pH、盐度和有机质可作为评价生物炭对苏打盐碱土改良效果的指标。无论施用生物炭，苗期的pH、含盐量、Na+和养分浓度都高于收获期，表明种植玉米可以改善苏打盐碱土。可以得出的结论是，玉米秸秆生物炭可以作为一种有机改良剂，减少盐度和碱度对土壤功能的不利影响，土壤功能由其添加速率决定。
盐碱地是一种农业生产较差的退化土壤，全球约有1100万公顷土壤为盐碱地（Stille等人，2011年）。松嫩平原西部是世界上三大盐碱地之一，目前有超过3.0×106公顷的盐碱地（Yang et al.，2016）。地形、气候和人为因素有助于土壤盐碱化的发生和演变。此外，该地区发现了许多盐湖和湿地，导致地下水深度低，水中矿物质含量高；NaHCO3是水中的主要矿物化合物（Shang et al.，2003）。这些因素严重制约了土壤的改良和利用。在该地区，每年约有20000公顷土地被盐碱化，大部分土地已被废弃，无法使用（Kang et al.，2013）。盐碱地作为粮食生产的重要后备土地资源，在全球粮食危机背景下，可以在保障国家粮食安全方面发挥重要作用。
由于与可利用性和可持续性有关的各种原因，广泛建议将生物炭应用于土壤。松嫩平原的苏打碱地是东北地区的一个潜力区，通过生物炭的应用可以极大地缓解东北地区的粮食压力。生物炭在盐渍土中的应用，不仅解决了农林废弃物造成的资源浪费和环境污染问题，还改善了土壤环境，提高了作物的水肥利用率。此外，生物炭在土壤保水保肥、改善土壤微观结构、增加有机碳含量、促进作物生长和产量、促进固碳等方面发挥着积极作用。这些影响对农业生产、土壤改良和生态恢复具有重要意义（Amini等人，2016；Kim等人，2016）。
生物炭是一种具有高碳、有机物和无机矿物含量的新型碳复合材料，由于其在土壤修复、废水处理和化学工程中的潜在应用而受到广泛关注（Ahmad et al.，2013；Nagodavithane et al.，2014；Qambrani et al.，2017）。由于生物炭发达的孔隙结构提供了良好的通气性和保水保肥特性，它可以有效地保持土壤中的养分，改善土壤的水力特性，并通过吸附性减少养分从土壤中的浸出。这些能力使生物炭成为实现高效水和肥料利用的有价值的土壤改良剂。生物炭也具有很高的稳定性，可以用作土壤改良剂，有效提高土壤肥力，对生态系统产生积极影响。近年来的大量研究表明，生物炭的应用丰富了矿物质营养素（如K、Ca、Mg和P），改善了土壤的物理、化学和生物特性，从而促进了植物生长（Liang et al.，2009；Hasan，2018）。Kimetu和Lehmann（2010）以及Hidetoshi等人（2009）发现，生物炭增加了土壤有机质，以提高土壤肥力。同样，Zhang等人，2012a，Zhang et al.，2012b发现，与没有生物炭的太湖土壤相比，水稻土中的土壤有机碳含量增加。简言之，农田施用生物炭会影响土壤质量，并改变土壤有机碳、总氮、pH、CEC等（Lehmann等人，2011；Zhang等人，2010年；Karhu等人，2011年）。
中国的玉米种植面积已超过3545万公顷（全球第一），年产量为2.18公斤，占世界总产量的22.0%（粮农组织，2009年）。2020年，中国的粮食产量应超过5.50 Pg，其中玉米占53.1%。在中国，有必要提高玉米产量，以应对生产和消费之间的巨大差距。需要提高玉米植株的产量，避免盐碱地中盐度和碱度对玉米植株生长的影响。
最近，生物炭被认为是退化地区，特别是酸性土壤的有效有机改良剂，但在盐碱地的恢复方面的研究有限（Saifullah-Dahlawi等人，2018）。特别是，由于不同类型的农业土壤在质地和矿物学上各不相同，对生物炭在田间条件下的稳定性和毒性的长期研究几乎没有经验。然而，生物炭对退化土壤理化财产的影响将因土壤和原料类型、施用量和生物炭与土壤的老化而不同（Obia等人，2016）。因此，生物炭应用的长期实地试验是必要和有价值的，不仅仅是在实验室或温室中。在本研究中，我们建立了玉米秸秆生物炭-苏打盐碱土-玉米系统模型，通过长期定位试验研究了玉米秸秆生态炭对苏打盐碱地的改良效果，目的是（1）确定玉米秸秆生物碳对CEC、pH、盐度、有机质、土壤养分的影响，以及0–20 cm和20–40 cm土层中幼苗和收获期的离子浓度；（2） 确定玉米在改良盐碱地方面的作用，以及玉米秸秆生物炭对玉米幼苗期和收获期养分、离子浓度和产量的影响；（3） 明确玉米秸秆生物炭改良苏打盐碱地的主要影响因素及其评价机理；（4） 确定玉米秸秆生物炭是否可以作为有机土壤改良剂改良土壤以提高玉米产量，并找出玉米秸秆生物碳改良苏打盐碱地的最佳施用率。
