土壤保肥

生物炭具有大的表面积，风度的孔隙结构且具有两性特点，这使得生物炭具有良好的保肥能力。生物炭的极性表面位点构成了土壤的CEC主要来源。高CEC的生物炭能够减少养分流失达到保肥的效果。生物炭输入土壤还通过增加土壤的pH值和土壤有机质来实现土壤保肥。Liu等人提出了生物炭在土壤中持留氮素的三个重要机制：（1）生物炭具有高CEC吸附NH4+-N；（2）同时提升了土壤的持水能力，减少NO3--N的淋失；（3）通过增加土壤中不稳定C促进微生物固定N。Schofield等也曾报道，生物炭具有高阳离子和阴离子交换能力，生物炭孔径的这种特性，进一步增强了生物炭养分持留能力。也有研究表明，生物炭由于C的快速分解（例如，入土后16个月内降低51％），降低对养分的持留作用。生物炭具有缓释氮素的作用这主要是由于（1）生物炭的多孔结构及其对NH4+-N、NO3--N良好的吸附能力，减缓氮素释放；（2）生物炭具有疏水性，会阻碍水的运输，从而限制氮的扩散。因此，近年来，许多研究表明生物炭可用作缓释肥料。Shi等盆栽研究表明，发现生物炭-尿素复合物氮素释放速度比常规尿素肥料慢，具有更好的NH4+-N持留效果。Sashidhar等研究表明，基于生物炭的缓释肥料（BSRF）在30天内缓慢释放69.8％的氮。

生物炭输入土壤通过生物（固着、矿化、固定化、反硝化、植物吸收）和非生物（吸收、挥发、浸出）作用促进N的有效利用，这将增加土壤中N的有效性，促进植物生长。此外，也存在生物炭输入降低土壤中可利用N含量的研究。Werner等人研究报道，将稻壳生物炭输入Arenosol土壤有助于N固定，降低了21%可利用N。Liu等研究表明生物炭输入降低了土壤中6％的NH4+-N和12％NO3--N含量。由此可见，生物炭对土壤中N的可利用性影响不一，这主要取决于生物炭的输入量和土壤类型。