就大范围而言，只有当生物燃料制品有用武之地时，生物炭产品才具有经济意义。
生物炭或有助于促进作物生长。图片来源：Getty
150多年来，美国布鲁克林造船厂建造的船舶帮助停止了与非洲的奴隶交易、铺设了首条海底电缆和推动了第二次世界大战的结束。现在，这个位于纽约城的工厂充满了艺术家、建筑师、手工艺品制造者和有机蔬菜种植者。在一个小雨绵绵的秋日，BenFlanner在一个6000平方米的屋顶农场，管理着一片红色和绿色的生菜海。
这些植物下方的土壤看上去很普通，Flanner抓起一小把，仔细审视。棕色土块中间有小小的黑色颗粒，这是两年前混入土壤的木炭碎片的残留物。Flanner认为，这些富含碳的物质——生物炭，有助于作物茁壮成长，甚至可能增加产量，他希望在未来几年能得到傲人的成绩。
在过去几年，整个美国出售这种持久土壤添加物的人越来越多，一些估算数据显示，自2008年以来，年销售额增至3倍。为Flanner的农场提供原料的一家宾夕法尼亚州生物炭公司既批发销售，也面向个人消费者，销售点也包括亚马逊和全食超市。实际上，瑞典和中国等许多国家在农业和城市绿化领域也在广泛使用生物炭。
支持者认识到了这种土壤增强因子的巨大潜力，生物炭是在低氧环境中加热生物材料(外皮等农业废弃物)制备而成，可以作为生物燃料的副产品进行制造，因此许多公司希望同时发展这两种产品，以迎合更加绿色的能源形式的需求。
而且，科学家也开始对生物炭感兴趣，他们迅速展开实验测试其潜力。他们尤其感兴趣的是生物炭颗粒的化学和物理特性如何影响水流过土壤，移除污染物、改变微生物群落和减少温室气体排放。他们希望生物炭能帮助全世界的农民，尤其是那些生活在非洲和其他发展中国家的人，克服贫瘠土壤带来的难题。
纽约州康奈尔大学农业和土壤科学家JohannesLehmann表示，不同类型的生物炭“有着独一无二的潜能，可以减缓影响作物产量的土壤健康最大限制条件，例如高度风化和沙质土壤”。
但生物炭仍然存在许多问题。在许多研究中，这种物质实际上会减少产量。另外，部分困难集中在生物炭能以不同的温度和速度利用所有生物质制成，因此，在整个过程中，会产生各种变量和结果。
古老源头
尽管直到目前才吸引了农民的注意，但生物炭有着古老的渊源。数十万年前，亚马逊流域的居民就已经通过加热有机物制造肥沃的土壤——亚马逊黑土。但当欧洲国家开始入侵南美洲时，这种实践活动开始被遗弃，而且其他地区很少有农民常规使用生物炭。
大约10年前，科学家首先对这种物质产生浓厚的兴趣，随着对全球变暖担忧的加剧，作为将大量碳封存到地下的一种方法，一些人开始兜售生物炭。但随着这种用途的淡出，土壤学家现在开始探索将生物炭用于农业和消除污染。
其中一个特殊关注点是，生物炭如何影响水在土壤中的流动。科罗拉多大学生物地球化学家RebeccaBarnes及其同事将生物炭添加到不同物质中，测试了产生的结果。在沙子中，水能够非常快速地排出，生物炭能平均减缓水分流动92%。在保水功能好的富含黏土的土壤里，生物炭能加速水分流动超过300%。研究人员表示，生物炭会改变水在孔隙空间(土壤颗粒间的空隙)内的运动。
“黏土更多为扁平的颗粒，而沙土颗粒更加圆滑，但生物炭是没有定型的，因此，不止在生物炭内会产生奇妙的路径，在孔隙空间中也会产生特殊通路。”Barnes说。她和同事指出，这些复杂的通路会帮助降低沙土的排水能力，并提高水流过黏土的速度。
Barnes表示，这非常有意义，因为即便黏土能够保留大量水分，这些水分也很难通过土壤颗粒到达植物根系。许多研究显示，与普通土壤和添加了混合肥料的土壤相比，植物在添加了生物炭的土壤中生长地更好。
研究人员还梳理了生物炭如何影响土壤中的微生物活性。例如，细菌通常能形成一个群落，许多病原菌只有当有足够数量克服宿主的免疫反应时，才会攻击植物根系。得克萨斯州莱斯大学地球生物化学家CarolineMasiello及其合作者发现，生物炭能通过捆绑信号分子抑制这种情况。
“它们会认为自己是孤立的，因为我们把‘电话线’切断了。”Masiello说。她表示，进一步研究有可能调整生物炭的这种功能，以降低植物感染。