生物炭与木炭相比较而言对环境和土壤的污染是比较小的，因为生物碳的主要材料是有机材料，生物碳作为高品质能源发展潜力巨大，同样对农业生产有着良好的促进作用。
《西南农业大学学报(自然科学版)》(月刊)创刊于1957年12月，系国家教育部主管，西南大学主办，国内外公开发行的综合性农业科学学术刊物。主要刊登农作物、植保、生物技术、土壤与植物营养、食品工程、林学、畜牧、兽医、动物营养、蚕学、淡水渔业、农业工程、农业气象、环境科学、农业经济和农业基础理论等方面的试验研究和技术方法等文章。获奖情况：中国中文核心期刊;中国科技核心期刊;中国高校优秀科技期刊;重庆市质优期刊。
1生物炭与农业环境研究
1.1生物炭与农业面源污染农业面源污染是影响农业环境可持续发展的重要因素。在我国，由于化肥、农药、除草剂等化工产品长期、大量、不适当地使用和粗放管理导致的农业面源污染，已经严重影响到农业生产的可持续发展。虽然现在已注意到问题的严重性并提出了一些治理方法，但治理方式往往存在“成本高、难度大、收效缓及有生态风险”等不足之处，难以真正在生产实践中大面积推广应用。近年来，国内外相关研究结果表明，生物炭对减少土壤养分流失、提高肥料利用率、削减有机污染和农药残留、抑制污染物富集、降低污染物生物有效性等方面都具有积极作用[10-21]。
1.2生物炭与农田温室气体排放在农田生态系统中，土壤碳库的剧烈变化与人类从事的农业生产活动密切相关。据有关资料统计，目前全球农业及退化土壤的碳汇能力仅为历史水平的50%~66%，碳损失达420亿~750亿t[34]。长期的刀耕火种、翻耕促产等掠夺式农业生产活动，特别是大量焚烧秸秆，耕地只种不养，造成土壤有机质的大量损失，同时也明显加剧了农田温室气体排放，使农田成为重要的排放源[35]。生物质变成生物炭以后，就其本身而言，所存储的碳是相对稳定的，如不重新焚烧，增加碳排放的风险几乎为零。而生物炭还田对土壤所产生的作用，诸如改善土壤结构，促进土壤微团聚体形成，增加土壤水、气、热融通[37-40]以及对功能微生物数量和群落的潜在影响等[41-44]，都将对降低土壤矿化速率，提高有机质含量，促进土壤碳库的形成、固定和周转等产生重要影响，进而影响土壤的温室气体排放。
1.3生物炭与农业碳汇将农作物秸秆等农林废弃物制备成生物炭而取代焚烧，可以有效地减少农田温室气体排放，增加“农业碳汇”。生物炭对土壤生态系统碳汇效应的研究最早可追溯到对亚马逊流域黑土“Terrapreta”碳平衡的调查分析[55]。此后，随着对生物炭结构与性质的研究不断深入，发现生物炭有可能是土壤腐殖质中高度芳香化结构组成成分，是化学性质更稳定、可以在土壤中长保持的土壤碳库。亦有研究者认为，生物炭是某些土壤有机质的组成部分，对稳定土壤有机碳库具有重要作用[56-57]。
2生物炭与重金属污染农田修复
国内外研究结果表明，生物炭可吸附土壤或水中的重金属离子如Cd、Pb、Cu等，减少这些重金属离子的富集，降低其生物有效性[71]。在含Cd2+水溶液中添加6g·L-1用不同材料制备的生物炭，对水溶液中Cd2+的去除率均在90%以上。其中玉米秆炭对溶液Pb2+的去除率达90.30%，麦秆炭和花生壳炭的去除率为52%和47%[72]。在镉污染稻田施用生物炭2~3年后，土壤pH分别提高了0.16~0.65和0.26~0.60，有机质含量提高了26.2%~50.4%和29.2%~51.2%，镉的赋存形态由有效态向潜在有效态或无效态转变，生物可利用性和生态毒性显著降低[73]。在铜、锌污染的红壤水稻土施用生物炭，土壤中有效态铜、锌含量明显下降，并且随着生物炭用量的增加下降幅度增大[74]。在海南和广西3种可变电荷镉污染土壤中施用稻秆炭，发现这3种土壤的阳离子交换量(CEC)和土壤pH值均显著提高，土壤胶体Zeta电位向负值方向位移，土壤对Cd(Ⅱ)的静电吸附量明显增加[75]。
3生物炭与土壤改良和农村环境建设
现代农业的发展已不仅仅是单纯满足在资源刚性约束条件下追求单位产出最大化的单一性发展模式，而是逐渐注重资源、环境与人文的和谐发展，互利共赢，从而实现经济效益、社会效益和生态效益的最大化。毫无疑问，生物炭技术从其兴起、发展、形成，一直到付诸实践;从理论探索、技术创新、产业发展，一直到产品的推广应用，都充分体现了这一核心理念。生物炭技术很有可能从根本上解决大量农林废弃物的高效资源化利用问题，同时避免因焚烧秸秆产生的环境污染，有效地解决生物质随意丢弃、堆放造成的农村“脏、乱、差”等人居环境劣化问题，促进人与自然、社会与环境的和谐发展[84]。
建国60余年来，我国在发展农业方面取得到了巨大成就，用占世界9%的耕地，养活了世界22%的人口。特别是近年来，粮食生产总量连续多年突破万亿斤大关，为稳定粮食价格、促进经济快速发展和维护社会安定做出了突出贡献。在这巨大成绩和连年丰收的背后，不仅仅是强大的政策保障、巨大的生产投入和领先的科技支撑，还有大量使用化肥、耕地得不到休闲、只种不养的掠夺式生产方式!土壤酸化、沙化、盐碱化、粘重板结、有机质含量下降、土层变薄、水体富营养化等形势严峻。因此，稳定耕地数量、提升和保护耕地质量、挖掘产能潜力成为确保国家粮食安全的必然选择。建立在生物炭技术基础上的生物质炭化还田，对于改善耕地质量、提高作物产量、维持农田生态系统平衡与稳定、促进“土壤-环境-作物”的和谐与可持续发展都将具有重要意义和广阔的应用前景。
4展望
近年来，国内外有关生物炭方面的研究迅猛发展，生物炭在环境领域的效应也有一定研究证实，但无论从宏观层面还是微观视角来看，仍有许多问题有待于我们去思考和解决。在宏观层面，纵观目前相关研究，在一些关键问题上还存在一定争议，这与生物炭的选材、制备工艺条件及其应用的土壤环境等因素密切相关，也是一些研究结果相悖或无法重复的主要原因，同时也增加了同类、共性研究的对比分析、评价难度。
因此，制定行业或专业性制炭、用炭、测炭标准及分析方法和评价体系就成为未来生物炭相关研究的必然选择。在温室气体排放领域，生物炭的主动减排效应仍有待于更多的试验研究来验证，需要在大尺度、宽范围条件下的稳定的、可靠的试验数据支撑，也需要对生物炭固碳减排潜力、效益进行综合分析、评估，明确生物炭在碳排放领域的作用、地位和前景。而在“农田碳汇”和环境保护领域，在注意到生物炭的积极、乐观效应的同时，也应该注意到生物炭大规模应用的生态影响，有必要对大量、长时间生物炭输入的环境安全性进行科学评价，如是否会在一定时间后发生分解并产生温室气体或其他物质、能否改变生物多样性、是否对生态系统平衡产生风险等。
生物炭的碳含量较高，大量施用势必会大幅提升土壤碳库容，而生物炭被认为是土壤腐殖质中高芳香化结构的组成部分[70]，因此生物炭可能大幅度提高土壤有机质含量，从而培育和稳定土壤有机库，成为构筑可持续利用土壤的前提[70]。
