生物炭是有机物原料在完全或者部分缺氧条件下,经过高温热裂解（通常<700℃）产生的一类富碳、高度芳香化和稳定性高的有机物质。生物炭为全球气候变化、粮食危机和生态污染修复等提供了综合解决方案。生物炭对土壤物理和化学性质具有明显的改良作用。其多孔特性和比表面积有利于土壤聚集水分、提高孔隙度、降低容重,从而为植物生长提供良好的环境。同时,生物炭是酸性土壤一种理想的改良剂。其含有的养分元素可直接输入土壤,其表面电荷和官能团有利于土壤养分的保留。但是,生物炭由于受原材料和制备条件的影响,各研究结论并不一致。综述了生物炭输入对土壤物理和化学性质影响的研究进展,指出了目前研究存在的不足和需要加强的方面,从而为生物炭的应用和推广提供一定的思路。
Flowchartandproductsofbiocharproductionthroughbiomasspyrolysis
1.1.1生物炭对土壤容重的影响
1.1.2生物炭对土壤孔隙度的影响
1.1.3生物炭对土壤水分的影响
1.1.4生物炭对土壤颜色和温度的影响
1.1.5生物炭对土壤团聚体结构的影响
1.2.1生物炭对土壤pH的影响
1.2.2生物炭对土壤阳离子交换量的影响
EffectofproductiontemperatureonCEC
PB.pinebark；PN.peanuthullpellets；SD.pinesawdust;PC.pinechippellets；HW.Hardwood
1.2.3生物炭对电导率的影响
关于生物炭导电性和土壤施加生物炭的影响的文献是有限的,正如表1所示,用作土壤改良剂的生物炭的导电率在0.4到3.2之间,与其他的改良剂相比,生物炭的导电率低于家禽粪便和咖啡豆壳的,这说明这些物质的盐浓度高于烧焦的生物炭的盐浓度。植物生物炭在生物炭中有最低的导电率和pH值,绿色垃圾为原料的生物炭的导电率较高,可能是由于它的钾含量比较高。
1.2.4生物炭对碳循环的影响
1.2.5生物炭对土壤中营养成分的影响
1.2.6生物炭对氮（N）的影响
1.2.7生物炭对磷（P）的影响
综上所述生物炭输入土壤后,提高了土壤中有效P的含量,但其影响机理并没有完全清楚。目前认为生物炭可能通过以下几个方面发挥作用：①生物炭灰分中P的含量比较高,加入土壤后会增加土壤中有效P的含量；②生物炭改变了土壤pH、有机质含量、表面电荷以及FeAl和CaMg含量和形态,同时生物炭丰富孔隙体积和比表面积均可能影响P的化学行为和有效性；③通过影响微生物的活动将难以利用的P转化为无机矿物质P,被植物吸收利用。
1.2.8生物炭对C/N的影响
通过对目前生物炭对土壤改良作用的研究结果的概述,几个方向的研究还存在不足,今后的研究应集中在以下几个方面进行。
（1）亟需开展生物炭标准研究,统一生物炭制备,检测和使用规范。由于生物炭研究还处于起步阶段,文献报道的生物炭多种多样,而生物炭的元素组成和结构等性质受到制备原材料和生产工艺的强烈影响,因此研究结果很难进行有效整合。
（2）目前生物炭对土壤密度、孔隙度、水分和团聚体结构的研究尚处在猜想解释阶段,并没有一个完整的理论去解释生物炭对土壤性质的影响的机理和程度,未来研究应集中在机理的研究和用模型的手段去解释不同原料通过不同制碳方式形成的生物炭,对土壤结构的影响。寻找适用于不同土壤类型的,最佳的生物炭添加量,已营造最适合植物生长的环境,提高植物产量。
（3）目前生物炭在农业中的应用的研究多数集中在热带地区,对于其他类型的土壤的研究报道并不多。因此未来的研究应扩大到高纬度地区,全面了解生物炭对不同类型土壤（特别是碱性土壤）的改良效果,以更好的全面了解生物炭在改良土壤方面的作用。
（5）如何区分生物炭直接（短期）和间接（长期）效应。多数生物质炭研究的周期较短（<5年）,且以室内培养和温室实验为主,缺乏生物质炭长期效应的田间试验。
（6）生物炭在土壤迁移关系到其碳负性的实现和对环境负面作用。目前对这方面的研究相对较少。