生物炭是一种富含C的混合物，从农业废弃物或其他生物质材料热解而成。由于生物炭具有固碳和改良土壤肥效的潜力，受到了全球性广泛关注。由于它能在土壤里封存几千年，并截留空气二氧化碳从而缓解气候变化的冲击。另外，生物炭作为土壤改良剂能够改善土壤质量、提高作物产量。地力衰退是一个全球性的问题，其原因主要在于盐碱化、过度施肥、工业污染以及气候变化引起的降水不均。由于具有多孔结构，富含阳离子，生物炭通过调节土壤pH值，阳离子交换量，持水性来改良土壤质量和生产力。因此，生物炭的使用具有生态和经济双重价值。

土壤微生物是土壤生物化学进程的驱动因子，对维护陆地生态系统稳定性及生态功能具有重要意义。这些进程包括C分解，N转化，植物根系养分吸收。放线菌具有分解有机质的作用，限制植物病原菌的生长，并分解动植物残体等复杂的聚合物，产生胞外酶。丛枝菌根是农业应用中较为关注的微生物，因为它能帮助植物吸收N, P, S养分，促进微生物对这些元素的吸收和分解作用。腐生真菌能够分解纤维素、半纤维素和果胶。