全球气候变异性增加、淡水资源匮缺、土壤肥力下降等问题严重制约着农业的可持续发展。交替灌溉（PRD）和生物炭是近年来备受推崇的节水培肥策略，但其对作物生长生理及土壤养分的调控机制尚不明确。基于此，以烟草为供试作物，选用500℃的软木（SWB）和小麦秸秆（WSB）生物炭改良两种典型植烟土壤，通过设置充分（FI）、亏缺（DI）和PRD灌溉处理，主要研究生物炭与PRD对烟草生长、生理和水分利用效率的影响及机理。取得了如下主要研究结果：1）明确了生物炭与交替灌溉对作物产量和水分利用效率的影响规律。减量灌溉（DI、PRD和DWC）降低了烟草的生物量；减量灌溉明显提高了烟草的水分利用效率（WUE），且PRD植株的WUE高于DI植株。生物炭WSB提高了烟草的生物量，但降低了烟草的WUE；2）阐明了生物炭与交替灌溉对作物气体交换和植株水分关系的影响规律。减量灌溉（DI、PRD和DWC）抑制了作物气体交换参数和水分状况，但由于气孔导度和蒸腾速率的降幅高于光合速率的降幅，因此叶片内在（WUEi）和瞬时水分利用效率（WUEn）明显提高。相同灌水量下，PRD具有比DI较高的光合速率和叶水势，但更低的气孔导度和蒸腾速率，因此PRD的WUEi和WUEn明显高于DI。生物炭改善了作物气体交换和水分状况（叶水势），但WSB和CRB分别降低了烟草的WUEi和WUEn；3）揭示了生物炭与交替灌溉诱导的ABA信号对气孔的调控机制。减量灌溉（DI和PRD）增加了烟草的气孔密度（SD）和叶片ABA浓度，但降低了气孔大小（SS）。PRD植株具有比DI更高的SD和ABA浓度，但更低的SS，且生物炭WSB进一步增大了上述效应。因此，PRD和WSB下升高的ABA浓度、增加的SD和减小的SS共同导致了气孔导度的降低，进而协同提高了作物水分利用效率；4）阐明了作物养分吸收对生物炭与交替灌溉的响应规律。生物炭WSB提高了烟草碳、磷吸收量但降低了氮的吸收量；同时WSB显著提高了烟草叶片、茎、根、冠和整株的钾吸收量，但烟草叶片碳钾比、氮钾比和磷钾比分别下降49%、56%和48%，生物炭SWB几乎没有影响。总的来说，小麦秸秆生物炭（WSB）结合交替灌溉可以协同改善单作作物的产量和WUE。

生物炭、交替灌溉、根际环境、气孔调节,、作物产量