氮素是作物生长必需的营养元素，在土壤生态系统的诸多养分物质循环体系中，氮循环也一直是人们研究关注的重点。近年来的研究表明，生物质炭作为土壤改良剂施用，因其高孔隙度和较大比表面积等特性，对NH3、NH+4NH4+和NO−3NO3−都具有吸附能力和固持效果，进而减少土壤中氮素的损失。研究表明，生物质炭配合无机氮肥的施用可以有效保持土壤养分状态，提高氮素肥料利用率，保障作物生长和产量。以往研究得出，生物质炭添加可能会减弱、或增加或没有影响土壤有机氮素的矿化过程。虽然生物质炭含有一部分生物可利用的氮素组分，但是生物质炭对土壤有机氮矿化影响的方向和程度主要取决于生物质炭的结构特性、土壤碳氮水平、混合环境中的C/N值以及土壤类型。改良土壤结构，生物质炭让土壤更疏松，通气性更佳。海南树苗生物质炭培养方法
在气候变化的大背景下，农田固碳（增加土壤有机质）减排（来自有机质分解产生的甲烷和化肥施用产生的氧化亚氮）是农业实现碳中和的目标和技术途径。科学家比较了多种减排技术，发现生物质炭土壤施用固碳减排潜力极为。和碳固定与碳封存、生物能源利用、土壤固碳等当前较为流行的技术相比，生物质炭化还田环境代价小、成本低，且经济可行。即利用了农业生产产生的废弃物质，又进一步起到了固碳减排的作用。因此生物质炭在未来绿色农业中具有极大的应用潜力。福建玉米生物质炭应用于土壤修复项目，生物质炭提高修复效率。
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。
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。秸秆制备生物炭的得碳率一般在20%到40%之间，原材料类型、热解时间和温度都会影响得碳率。
有研究表明，裂解温度与pH值和CEC的相关系数为0.58和0.30。即随着裂解温度的升高，生物炭的pH值增加，这是因为裂解温度增加了生物炭的灰分含量；裂解温度与生物炭CEC呈正相关，这可能是由于过高的裂解温度增加了生物炭的灰分，进而增大了生物炭的CEC。另外，有研究对pH值和CEC的相关性进行了分析，结果显示pH值和CEC呈正相关，相关系数为0.26。生物炭呈碱性，能够明显提高土壤pH，改变土壤质地，增大盐基交换量，从而引起土壤CEC增加，影响植物对营养元素的吸收效果能否把生物炭当成土壤有机质。不能把生物炭当成土壤有机质。中国香港生物质炭
生物炭是生物质在缺氧条件下经高温热解炭化的产物，具有有机碳含量高、多孔性、碱性和吸附能力强的特点。海南树苗生物质炭培养方法
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。海南树苗生物质炭培养方法
