生物质炭对镉在土壤作物系统中具有较好的钝化效果。生物质炭在降低土壤镉的生物有效性和抑制作物镉积累方面具有明显的效果。生物质炭较大的表面积使得镉可以通过与生物质炭中的钾离子与钠离子等有效态阳离子的交换作用而结合于生物质炭的表面；镉与生物质炭表面官能团相互作用产生的表面络合；生物质炭中较高含量的灰分元素可通过增加土壤pH以及碳酸盐、磷酸盐等无机盐含量而与镉产生沉淀或络合作用。生物质炭由于含有较多的可交换态阳离子以及较大的表面积，可通过离子交换作用将镉固于表面。其次，生物质炭灰分中可溶性盐、可溶性有机成分的溶解以及炭表面官能团的解离均能够增加土壤pH，这也是生物质炭降低土壤镉生物有效性的重要机制之一。生物质炭抑制作物镉吸收的效应与土壤中镉的钝化有直接关系。

生物炭在化学层面的作用具体包括2方面，一方面是改变土壤本身的酸碱值，在生产制造生物炭时，因为诸多因素的影响，生物炭的酸碱值呈现碱性。农业工作人员在施加生物炭时，其中氯化钠分子会在自然环境中和土壤中的氢离子产生反应，从而使土壤的碱性能够得到提升。如果土壤酸性较强，其作用要比其他养料的效果好得多；另一方面，生物炭的使用可以提高土壤的养分，这主要是因为生物炭本身富含大量电子，能够吸附土壤中的有机物，进而使土壤中的养分能够得到提升。此外，生物炭本身含有的矿物成分较少，但是动物的粪便转化成的生物炭就有着充足的矿物质，将其用在土壤中能够从根本上提高土壤的矿物成分。所以，可以考虑将生物炭和其他的肥料混合使用，这样土壤的养分更能够得到保障。