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。生物质炭中含有一定量的可利用有机碳成分，微生物可能会优先利用这部分碳，从而减少了对原有机碳的分解。河北油菜生物质炭丰度控制
生物质炭孔隙结构发达，进入土壤后与土壤矿物颗粒结合而促进土壤团聚体形成，有效改善土壤结构，促进植物根系生长及其养分、水分吸收，既增强抗倒伏能力，又提高植物抗旱、抗盐等抗逆性。一些研究发现，施用生物质炭后，植株抗病能力提升，如水稻穗颈瘟和稻曲病率降低。生物质炭还能通过提高土壤微生物多样性降低烟草青枯病发病率。在长期种植人参的土壤中施用生物质炭，可抑制由连作障碍引起的根腐病的发生，人参产量增加27%，主要品质指标皂苷含量提高86%。施用生物质炭后叶菜类蔬菜体内硝酸盐含量大幅降低。在重金属污染土壤中，施用生物质炭虽然无法将有毒元素从土壤中去除，但是可大幅度降低污染物的溶解性和植物可利用性，進一步抑制有害金属元素向植物体内转移，从而降低重金属在可食部分中的含量。许多研究还发现，生物质炭能够降低农药在土壤中的残留量，进一步提升土壤健康水平。因此，生物质炭农田施用是健康生产的绿色技术。宁夏小麦生物质炭秸秆生物质炭可以吸附并稳定土壤中的营养物质，提高土壤肥力。
生物质炭制成炭基复合肥（炭为10-30%），还田以后有如下效果：(1) 增加土壤孔隙度，改善土壤通气、透水状况，缓解土壤板结的难题； (2) 将土壤中紧缺的氮、磷、钾、镁等大量元素返回到土壤中，而且还可以补充植物所必须的铜、铁、锌等微量元素；(3) 抑制土壤对磷的吸附，从而改善植物对磷的吸收利用；(4) 修复土壤重金属污染，对污染土壤中的镉(Cd)具有的吸附作用；(5)提高土壤的地温（1-3℃），有利于作物的生长；(6)稳定土壤的pH作用；(7)对肥料和农药的缓释作用；(8)改善土壤的微生物环境的作用；（9）提高水稻等作物的抗倒伏作用；（10）固定二氧化碳作用。
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。生物炭多孔状、容重低、粘性小，能够降低粘质土壤的容重和硬度，改善土壤板结，提高土壤的透气性。
生物质炭是作物秸秆、果木修剪枝条、农产品下脚料、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的黑色固体。早在2006年，科学家提出将生物质炭施于土壤，以提高土壤肥力。这一思想源于亚马孙河流域黑色肥沃土壤的发现。南美洲的亚马孙河流域是世界上比较大的热带雨林区，因高温多雨，该地区土壤有机质分解快，导致土壤快速退化而贫瘠。但就是在这样一个土地贫瘠的地区，零星分布着非常肥沃的土壤，当地人称这种土壤为Terra Preta。科学家研究发现，这种肥沃土壤的特征是存在大量的黑色炭颗粒[1]。土壤中的黑色炭颗粒是2500多年以前当地原住民将植被开垦后的林木废弃物土法炭化后混入土壤中的。21世纪以来，全球掀起了对这种人为黑色肥沃土壤的研究热潮，也拉开了农业生物质炭研究的序幕。2009年，《生物质炭与环境管理：科学与技术》一书问世。科学家们总结了生物质炭制备方法、性质、功能及土壤和环境应用效果等，并描绘出了生物质炭产业的美好蓝图。生物质炭（Biochar）是一种作为土壤改良剂的木炭，能帮助植物生长，可应用于农业用途和碳收集及储存使用。中国香港小麦生物质炭培养方法
生物质炭由生物质在缺氧条件下经过高温转化而成，是一种富含碳素的多孔固体颗粒物质。河北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。河北油菜生物质炭丰度控制
