生物炭的pH一般呈碱性，Balwant等研究发现，生物炭pH介于6.93～10.26范围之间，也有研究报道可以制备pH介于4～12之间的生物炭。生物炭中无机矿物是造成生物炭pH偏碱的主要原因，生物炭的表面含氧官能团(如羧基和羟基)也可能对生物炭的pH有一定的贡献。阳离子交换量(CEC)是反映生物炭表面负电荷的参数，也决定其在土壤中持留铵、钙和钾等阳离子的能力，生物炭CEC与其表面含氧官能团含量正相关。现有报道中生物炭的CEC差异很大，介于71mmol/kg和34cmol/kg。Balwant等认为生物炭的CEC介于71.0～451.5mmol/kg范围之间。生物质炭添加到土壤中后可导致土壤中的微生物量和代谢活性增加。天津芦苇生物质炭
13C标记生物炭研究表明生物炭的固碳潜力由生物炭稳定性及其引起的激发效应决定。利用13C稳定性同位素标记的小麦秸秆制作成生物炭，研究了生物炭在不同土壤中的矿化速率及激发效应差异。研究结果表明：生物炭添加到四种类型的土壤中室内培养368天后，生物炭碳在不同土壤中的矿化量存在差异，寒区水稻土中为15.6mgC/kg土（0.25%），红壤性水稻土中为14.2mgC/kg土（0.23%），黄淮海中为10.4mgC/kg土（0.17%），低肥力红壤性水稻土中为9.92mgC/kg土（0.16%）。生物炭碳矿化量与土壤全钾（r=0.679）以及全碳（r=0.584）含量均有的正相关关系。生物炭在寒区水稻土以及黄淮海水稻土中引发了的负激发效应，激发效应量分别为-284mgC/kg土和-157mgC/kg土；而其在红壤性水稻土以及低肥力红壤性水稻土中引发正激发效应，但并不，激发效应量分别为33.3mgC/kg土和58.0mgC/kg土。生物炭激发效应量与土壤的电导率（r=-0.884）及pH（r=-0.824）成极的负相关关系。研究表明，在评估生物炭固碳潜力时，应综合考虑生物炭自身矿化速率和生物炭引发的土壤碳激发效应。四川油菜生物质炭丰度控制生物质炭降解过程包括非生物过程和生物过程。
生物质（秸秆和枯枝落叶等）利用是长久而不竭的主题。我国每年生物质产量约为7亿吨，并随产量增加而有增加趋势。远在西周时期（公元前11世纪至公元前8世纪），中国农民就从实践中逐步认识到将杂草、秸秆和枯枝落叶燃烧成草木灰还田有利于作物的生长；14世纪初叶，王祯在《农书.粪壤篇》中把草木灰列为一大类农家肥料。北魏时期，贾思勰在《齐民要术》（约成书于公元533年至544年）中就提到用松制墨（炭黑）的方法和炭黑性质。在我国农田、草地和森林，经常可以看到没有分解的火烧黑色物质-生物炭。从2005年开始，随着巴西亚马逊流域考古发现一种黑色土壤，被称为黑土（（blackearths,或terrapretadeindio(葡萄牙语)比周围黄色土壤具有更高的碳含量和产量，激起了人们利用生物炭储存碳和提高土壤生产力的兴趣。目前制备生物炭的原料有秸秆、枯枝落叶、畜禽粪便、骨头、和污泥等。制备方法有无氧裂解法、半无氧裂解法、土窑法、燃烧淋水法、燃烧掩土法、土坑法等。制备温度从200℃到1000℃，大多集中在300-600℃。
生物质炭，作为一种土壤改良剂和植物生长促进剂，具备一定的激发效应。首先，生物质炭能够激发植物生长。通过改善土壤质地和结构，它为植物提供了理想的生长环境。它增加了土壤的保水性和通气性，为植物根系提供了更好的生长空间。同时，生物质炭中富含的有机物质能够分解为植物所需的养分，为植物的健康生长提供了持久的营养。其次，生物质炭能够激发土壤肥力。它具有出色的吸附性能，能够吸附和固定土壤中的养分，减少养分流失。这不仅提高了土壤肥力，还有助于保护环境。此外，生物质炭中的有机物质能够促进土壤微生物的活性，进一步提高土壤肥力。第三，生物质炭能够激发土壤微生物活性。它为微生物提供了一个理想的生长环境，增加了有益微生物的数量和活性。这对于土壤生态系统的平衡至关重要，能够促进土壤中的有机物分解和养分循环，进一步提高土壤的生物活性。，生物质炭能够激发碳循环。通过将大量的碳固定在土壤中，它能够减少二氧化碳的排放，对于缓解全球气候变化起到了积极的作用。生物质炭是作物秸秆、果木修剪枝条、动物粪便等各种来源的废弃生物质在厌氧环境下发生热解反应生成。
以往研究表明，生物质炭的多孔结构和大比表面积可以为微生物提供适宜的生境，微生物可以直接利用生物质炭含有的活性组分作为能源物质。研究指出，生物质炭可以通过提高土壤物理和化学性质，如提高有机碳含量，Ca含量，降低可交换Al含量，来改善微生物生存环境。生物质炭对有毒化合物的吸附，如酚类、农药等，可以降低这些有害物质的移动性，进而保障微生物的正常活动；而生物质炭对土壤原有机物质的吸附可能导致其在炭表面的固定或者炭内部的物理保护，降低了与微生物群体的接触机会，进而对微生物活动产生抑制。此外，生物质炭添加对土壤持水能力和团聚结构等方面的提高，也有利于土壤环境中微生物群体的生长和代谢。生物质炭可以提供养分，农业废弃物生物质炭的功能是施用于土壤，提升耕地质量。四川油菜生物质炭丰度控制
生物质炭中的碳元素有着高度芳香化的特征，生物质炭在土壤中极为稳定，它的固碳时间达数百年至数千年之久。天津芦苇生物质炭
生物炭几乎是纯碳，埋到地下后可以有几百至上千年不会消失，等于把碳封存进了土壤。生物炭富含微孔，不但可以补充土壤的有机物含量，还可以有效地保存水分和养料，提高土壤肥力。事实上，之所以肥沃的土壤大都呈现黑色，就是因为含碳量高的缘故。研究人员也表示，生物炭也能提高农业生产率，减少对碳密集肥料的需求。木炭碎料的孔洞结构十分容易聚集营养物质和有益微生物，从而使土壤变得肥沃，利于植物生长，实现增产的同时让农业更具持续性。更妙的是，它把碳锁定在生物群内，而非让它排放到空气中。天津芦苇生物质炭
