生物炭是由农业和动物废物等低价值材料在低氧或无氧条件下经过高温热解形成的一种固态多炭物质。生物炭由于其较大的表面积、富集的表面官能团和芳香结构等理化特性而具有很强的吸附能力，能有效吸附土壤中的重金属，降低土壤重金属的生物有效性和迁移性。重金属会与生物炭表面的羟基和羧基优先结合，并以络合物形式存在，从而减少作物对重金属的吸收和转运。添加生物炭可有效降低油麦菜根系和茎叶中Cd、Cu、Pb 和 Zn 含量，且重金属含量随生物炭增加而降低。研究指出生物炭的添加可降低土壤中重金属的生物可利用度，降低土壤中 Pb 向番茄植株体内的迁移和转运。此外，生物炭还有较高的矿质养分和微量元素，可提供作物生长所必需的元素（N，P，K，Ca，Mg 等）。生物炭的多孔特性和比表面积有利于土壤聚集水分，促进土壤团聚体形成，改善土壤水分和养分的保留能力，从而促进作物生长、提高作物产量。此外，生物炭可以改善土壤健康、提高水分利用效率和肥料利用率 。土壤中施入生物炭可有效提高阳离子交换能力、养分循环保持植物有效水分的能力和减少养分淋失。因此，生物炭不仅能直接降低土壤中重金属的迁移性和有效性，而且能增加土壤肥力，促进作物生长，对于降低农田土壤重金属污染和维持作物安全生产具有重要意义。近年来，有关生物炭对土壤重金属的吸附固定、形态转化和促进作物生长方面已有大量的研究。但生物炭对作物品质及作物体内重金属积累特征的研究仍非常有限。