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。生物质炭本身含有一些可利用的养分如P、K、Ca、Mg，能增加土壤肥力和作物养分吸收。陕西油菜生物质炭丰度控制
生物炭的理化参数主要包括：全碳含量、灰分含量、挥发成分含量、表面元素组成及表面官能团种类和含量、表面负电荷含量等；结构表征主要包括：表面形态和孔隙结构(如比表面积、孔容积和孔径分布等。由于原材料、技术工艺及热解条件等差异，生物炭在结构、挥发成分含量、灰分含量、孔容、比表面积等理化性质上表现出非常的多样性，进而使其拥有不同的环境效应[。目前，国内学者就生物炭的特性、环境行为和效应、土壤性状和产量、碳截留与温室气体减排及其对全球生物地球化学循环影响等领域已开展了大量研究。湖南水稻生物质炭培养方法秸秆生物质炭可以改善土壤结构，提高土壤肥力，增加作物产量。
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。
废弃物生物质炭化利用过程将一大部分绿色植物光合产物碳以生物质炭的形式固定下来，与直接燃烧或还田相比，有机碳的周转时间大幅度延长，将大气二氧化碳更长时间地封存于土壤。有研究表明，生物质炭稳定性强，在土壤中至少存留几百年。其次，生物质炭化过程还回收利用了有机质中大部分的养分资源和一部分能量，既节约了能源，又减少了化学肥料施用，进而减少了化学肥料生产过程中的温室气体排放。第三，生物质炭施用后还能减少农田温室气体直接排放。对多个田间试验的数据整合分析发现，生物质炭施用后农田氧化亚氮和稻田甲烷排放分别降低13.6%和15.2%，每生产1千克谷物温室气体排放量减少3.5千克二氧化碳当量。按照2018年全国粮食产量6.58亿吨计，生物质炭施用当年全国温室气体排放可减少23亿吨二氧化碳当量。因此，生物质炭农业应用的碳中和潜力巨大。生物质炭对土壤碳库的影响除了其本身保留的碳外，还包括其对土壤原有机碳分解增加或减少的量。
“一炭三肥”炭基生态途径以低温热解技术为基础，炭化利用多种农业废弃生物质资源，形成了集农业废弃物处理、生物质能源利用与土壤改良和环境治理的多元化利用途径，主要产品包括生物质炭（基础产品）、土壤改良剂（炭基有机肥）、炭基复混（掺混）肥、液体复合肥4个产品。林木类生物质炭pH高、孔隙发达，可直接用于重金属污染农田治理。秸秆类和城市污泥生物质炭养分含量高，可以和化学肥料结合制备成生物质炭基肥，部分替代化学肥料用于主要粮食作物生产。林木类、果壳类生物质炭与畜禽粪污混合堆肥，通过接种有益微生物，制备土壤调理剂，用于盐碱土、连作障礙土壤治理和中低产田土壤快速改良。其中，生物质炭为土壤结构重建提供有机质支撑，畜禽粪污为土壤微生物和植物生长提供养分资源。炭化过程中产生的木醋液和生物质炭浸提液用于生产商品液体有机肥，一方面为植物生长提供养分，另一方面可作为植物促生剂提高植物抗逆性。浸提后的生物质炭保留了良好的孔隙结构和表面活性，可用于重金属污染土壤治理。炭化过程中产生的可燃气体可直接为生物质炭基肥制造、生物质炭原料烘干提供能源。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%。西藏油菜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。陕西油菜生物质炭丰度控制
热解过程中，生物质原料的结构基本印记在了生物炭中，对生物炭的物理化学性质具有决定性影响。生物质热解过程中，质量损失(大部分以挥发有机物的形式)及不相称的收缩或体积减少的发生，导致矿物及碳骨架形成，并且保留了原料的基本孔隙和结构特征。生物炭的孔一般按直径大小分为大孔(ID>50nm)、中孔(2nm<ID<50nm)和微孔(ID<2nm)。生物炭中保留的植物生物质原料的蜂窝状结构构成了其主要的大孔。微孔主要由热解过程中碳的损失及碳架的断裂收缩形成。虽然大孔可能会作为微孔的前体，但是微孔贡献了生物炭的大部分比表面积，微孔的含量与比表面积呈正相关。陕西油菜生物质炭丰度控制
