我国农业面临土壤肥力低、化肥农药施用量大、土地退化普遍，以及农业废弃物资源化利用难等问题，实现农业碳中和充满挑战。我们提出了基于作物秸秆热裂解的生物质炭科技与工程构想，作为我国农业实现绿色和可持续发展的新途径[3]。2017年，秸秆炭化还田被列入国家秸秆处理模式之一。2020—2021连续两年，秸秆炭化还田入围农业农村部重大性技术榜单。十多年的实践证明，生物质炭化还田是实现土壤改良、农业增产、农民增收、食物质量与环境友好的绿色农业科技，能够服务于国家农业可持续发展战略。至此，生物质炭基农业进入了全球视野。生物质炭的多孔性及其所含的营养元素为微生物的生长繁殖提供了有利的环境。河北环境修复生物质炭
生物质炭对作物产量的影响机制主要包括以下3个方面：（1）pH效应，生物质炭在酸性土中可以提高土壤pH，降低铝毒；（2）养分效应，生物质炭本身含有一些可利用的矿质养分如P、K、Ca、Mg，能增加土壤肥力和作物养分吸收；（3）结构效应，生物质炭本身具有多孔结构，可以极大缓解土壤压实，增加田间持水率，从而利于作物根系的下扎和对水分的吸收。同时，生物质炭具有较大的比表面积，并含有带负电的官能团，能有效提高低CEC土壤的保肥性。中国澳门树苗生物质炭怎么培养生物质炭对作物产量的总体效应，结果表明生物质炭能平均增产13%。
生物质炭的施用还可以加深土壤颜色，增强土壤吸热能力，从而提高土壤温度。大部分生物质炭含有大量的灰分元素而呈碱性，作为土壤改良剂施用后，可以降低土壤氢离子和交换性阳离子水平，从而提高土壤pH值，其效果因生物质炭本身的酸碱度和土壤pH缓冲能力而异。生物质炭对土壤CEC的改变程度往往受到土壤类型、生物质炭性质及其在土壤中存在时间长短的影响。生物质炭的施用不仅能够影响土壤中碳氮的循环过程，而且会对土壤中其他营养元素的状态产生作用。研究发现，生物质炭本身即含有大量的磷素组分，并且有效性较高，输入土壤后可以增加有效磷的含量。以往研究还表明，生物质炭的施用可以增加土壤中K、Ca和Mg等盐基离子的含量。
在气候变化的大背景下，农田固碳（增加土壤有机质）减排（来自有机质分解产生的甲烷和化肥施用产生的氧化亚氮）是农业实现碳中和的目标和技术途径。科学家比较了多种减排技术，发现生物质炭土壤施用固碳减排潜力极为。和碳固定与碳封存、生物能源利用、土壤固碳等当前较为流行的技术相比，生物质炭化还田环境代价小、成本低，且经济可行。即利用了农业生产产生的废弃物质，又进一步起到了固碳减排的作用。因此生物质炭在未来绿色农业中具有极大的应用潜力。生物质炭措施对于粮食增产和固碳减排有一定的潜力，但需以清洁高效的生物质炭制备技术为前提。
在2005年前后，随着巴西亚马逊流域考古发现黑土（blackearths,或terrapretadeindio(葡萄牙语)比周围临近土壤具有更高的碳含量和产量，生物炭逐渐引起了人们的兴趣。巴西亚马逊黑土主要有原住民烧烤后留下的木炭逐年累积而成。生物炭大剂量一次施用还是低剂量多年施用，目前还没有明确答案。研究结果表明大剂量一次施用效果会持续2-3年时间，但如果超过80-120t/ha可能会造成作物减产；而低剂量多年累积施用量即使达到144t/ha，仍能显著提高小麦产量。主要原因可能是大剂量一次施用会急剧改变土壤理化性质，如pH。生物炭中含有焦油，焦油对作物生长有害。而低剂量多年施用进入土壤的焦油会被微生物分解，过多的碱性物质也会被雨水淋洗掉，就不会引起土壤理化性质的急剧变化和过量的焦油。生物质炭在土壤中的长期固碳功能是生物质炭重要的功能之一。中国澳门芦苇生物质炭丰度控制
生物质炭促进作物根系生长，增强植株对水分和养分的吸收能力，进一步提高作物对不良环境的适应能力。河北环境修复生物质炭
生物质炭可以提供养分：生物炭作为土壤腐殖质中高度芳香化结构组分的来源，不仅能稳定土壤有机碳库，而且能够吸收温室气体二氧化碳，增加土壤活性有机碳源，促进农作物对碳的转化吸收。生物炭的灰分主要是硅、钾、钙、镁、磷、钠等元素，还有硫、铁、锰、铜、锌、硼、钼等微量元素，虽然不能满足农作物生长需要，但具有无机养分仿生化、平衡化的特点，可以为农作物提供的养分，既是化学肥料的补充，减少化肥使用量，又能提供农作物必须的、而普通复合化肥无法提供的微量元素，对农业平衡施肥、增产增收和保证作物品质具有重要作用。河北环境修复生物质炭
