生物炭具有离子吸附交换能力及一定吸附容量，其可改善土壤的阳离子或阴离子交换量，从而可提高土壤的保肥能力。生物炭对土壤阳离子交换量CEC或保肥能力的改善取决于生物炭的CEC，pH及生物炭在土壤中氧化。生物炭比表面积大，可以增强土壤对阳离子的吸附能力，增加耕层土壤CEC。生物炭对低CEC和pH的酸性土壤中的CEC改良特别有效，其中土壤CEC的改良与生物炭的原料的碱度、有机氮的矿化和铵根的硝化作用有关。生物炭的pH升高，其对重金属离子的吸附和固定加强，说明了生物炭对重金属的吸附与生物炭的表面官能团和pH值有关。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。宁夏科研用生物质炭技术的应用
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。海南科研用生物质炭技术的应用生物质炭可以增加土壤肥力，提高酸性土壤pH，激发土壤微生物活性以及钝化有害污染物。
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。
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（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。
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。大量有机废弃物都可用作制备原料。这一“古老”的新生事物能将生物质中不稳定的有机碳转化固定，还因具备多重潜在价值引起土壤学家、农学家、环境学家、生态学家、能源学家的兴趣。在农业领域，土壤中添加生物质炭可以改善持水能力和养分供应，增加微生物活性，利于作物增产；在工业领域，生物质炭可以用作电池电极或催化剂，比如电池中石墨的替代品；在环境领域，生物质炭作为优良的吸附材料可以去除环境中的污染物，还可以吸附游离碳和氮化合物，减少生物质在转化过程中温室气体的排放。生物质炭施入土壤被普遍认为可以将大气中的碳有效地固存在土壤之中。贵州玉米生物质炭
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生物质炭可以提高肥效：生物炭的多孔性、高比表面积、高吸附性和高阳离子交换量，不仅能够吸持有机质养分，而且还可吸持氮、磷、钾等无机养分，能够控制养分缓慢释放，避免养分的挥发和流失，提高肥料的使用效率，节约施肥量。我国化肥平均有效利用率不到30%，肥料有效成分的流失，每年折合人民币高达1000多亿元，并且肥料有效利用率呈逐年下降趋势：上世纪90年代，氮磷钾的利用率分别是30-35%、15-20%和35-40%，而进入本世纪近几年，大田作物氮磷钾的有效利用率分别是21-28%、8-13%和25-30%，肥料浪费愈发严重，既制约了农业增产和农民增收，又污染了环境。全国地表和地下水总氮和总磷污染来源，农业贡献分别是57.2%和67.3%，形势非常严峻。利用生物炭与其它化肥复合生产缓控释肥料，可以提高有效利用率1倍以上，对农业节约投入、增产增收和环境保护具有重要意义。宁夏科研用生物质炭技术的应用
