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。作为一种环保高效的重金属钝化剂，生物质炭在市场上受到越来越多人的关注和青睐。江西油菜生物质炭丰度控制
生物炭自从被发现之日起，就以其改良土壤、提高作物产量等众多优点引起科学家的关注。黄超等利用盆栽试验，在肥力较差土壤上施用含碳量为63.4%的小麦秸秆生物炭，施用生物炭量为10、50和200g/kg的黑麦草产量分别比对照增加了7%、27%和53%；句芒芒等施用碳质量分数为47.17%的花生壳生物炭进行盆栽试验，番茄产量高达92746kg/hm2；Luo等采用田间试验研究发现，施入碳含量为67.69%的稻秆生物炭可以增加玉米干物质量。生物炭灰分含有一定量的矿质养分，污泥、畜禽粪便生物炭比木质、秸秆和壳类生物炭含量更高，可以补充养分贫瘠土壤及沙质土壤的一些养分供应。陈心想等研究发现，施用木质生物炭显著提高了新积土有效磷、钾含量。生物炭灰分量与生物炭pH值关系密切，碱性灰分物质高的生物炭pH值较高。上海污泥生物质炭技术的应用生物炭富含微孔，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。
研究表明制备温度对生物炭的吸附有很大的影响，因为随着制备温度的升高生物炭的比表面积增大，碳含量增加而氧含量降低，O/C降低，生物炭的亲水性和极性降低，对水分子的亲和力降低，对疏水性污染物的吸附增强。因此表现为比表面积越大吸附作用越强。有研究将裂解温度与生物炭比表面积的相关性进行了分析，发现它们呈正相关，相关系数为0.48，即裂解温度的升高可以增加生物炭孔隙度和比表面积，这与之前的研究结论一致。这是因为温度升高，孔结构及复杂性降低，导致比表面积增大。
生物质炭不仅是含碳量丰富的稳定物质，而且具有多孔结构、容重小、比表面积大和吸附能力强等特性，在自然条件下通常呈碱性。由于生物质炭的容重远低于矿质土壤，其添加往往可以降低土壤的容重。生物质炭的孔隙分布、颗粒大小以及在土壤中的移动都可以影响土壤孔隙结构，其多孔结构使表层土壤孔隙度增加，进而促进微生物的活动和植物根系的生长。生物质炭可以吸附和保持土壤水分，增强水分的渗透性；其对土壤孔径和分布的改变，可以影响土壤水分的渗滤模式、停留时间和流动路径。生物质炭的添加不仅有利于土壤团聚结构的改善和稳定，其自身也因团聚体的物理保护作用而得以在土壤中长期存留。生物质炭具有高度稳定性和较强的吸附性能。
已有研究显示，生物质炭的添加可以刺激土壤微生物活动，从而影响微生物群落的特性及代谢酶活性。生物质炭良好的孔隙结构和较大比表面积，可以为土壤微生物的栖息提供空间，并为微生物逃避捕食者提供物理保护。研究得出，生物质炭的添加促进土壤微生物活性和生物量增加，并且随添加量水平提高，趋势更为明显；而其他研究则表明，添加生物质炭会引起土壤微生物生物量碳的含量降低。同时，土壤中不同微生物群体对生物质炭输入的响应可能存在差异。生物质炭制备原料来源，且具有绿色可持续发展的特点。在全球资源日益匮乏、环境污染问题日趋严重的，利用含碳量高的生物质废弃物原料制备生物质炭不仅避免了环境污染并可生成新的能源，也是一种废物资源化的良好途径。基于生物炭材料的优良吸附特性和丰富表面活性，其未来不仅再农业土壤改良和质量提升方面大有可为，在水体环境改善和污染治理、烟气净化、环境功能材料等方面也有巨大的应用潜力。生物质炭具有多孔结构，提供了大量的吸附位点，能够高效吸附重金属离子。福建定制生物质炭
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。江西油菜生物质炭丰度控制
. 生物质炭基肥是将生物质炭与氮、磷、钾等化学肥料按照一定比例混合后造粒制成，可以替代化肥施用，同时增施了有机质。生物质炭基肥的施用量等同于化肥，施用成本与普通复合肥相当，对消费者来说有很强的竞争力。2017—2018年期间，我们在北方粮食主产区进行了生物质炭基肥肥效的田间示范试验，共有150个试验点，包括玉米、水稻、小麦、大豆等15种作物。结果显示，与普通复合肥相比，生物质炭基肥施用下，各种作物的增产幅度为0.5%～33.3%，其中小麦增产比较高（平均10.8%），其次是水稻（9.8%），大豆和玉米分别增产6.8%和5.3%。2017年，生物质炭基肥农业部行业标准出台。尽管科学试验已经证实生物质炭基肥有较好的增产增效减排效果，但作为一种新型肥料，生物质炭基肥替代化肥尚需要解决市场机制问题。江西油菜生物质炭丰度控制
