土壤健康是农业可持续发展的基石。健康的土壤拥有持续生产力，能够维持空气和水环境质量，并促进植物、动物和人类健康。中华五千年农耕文明孕育出了诸如秸秆养畜—畜粪肥田—土地生产的闭合循环农业管理模式，在这种模式下土壤地力得以持续。随着化肥工业兴起和我国城镇化快速推进，这一闭合循环模式被打破：化肥逐渐取代有机肥，规模化养殖取代分散式养殖，导致秸秆不再养畜和薪用，畜禽粪污产生集中、农牧脱节、种养分离，秸秆和粪污回田之路被阻断。秸秆和畜禽粪便变成了污染物，严重影响了农村生态环境和农业可持续发展。由于有机质得不到有效补充，土壤面临板结、结构变差、盐碱化等退化问题。设施农业中，大水大肥和高强度的土地利用模式，进一步加剧了连作障碍、土壤微生物菌群失衡等问题，土壤健康状况令人担忧。尽管各级政府一直引导和推动秸秆与畜禽粪污的回田利用，但收效甚微，农业废弃物利用难和土壤退化的问题并没有从根本上解决。
生物质炭孔隙结构发达，进入土壤后与土壤矿物颗粒结合而促进土壤团聚体形成，有效改善土壤结构 ，大大促进植物根系生长及其养分、水分吸收，既增强抗倒伏能力，又提高植物抗旱、抗盐等抗逆性 。一些研究发现，施用生物质炭后，植株抗病能力显著提升，如水稻穗颈瘟和稻曲病感染率降低。生物质炭还能通过提高土壤微生物多样性降低烟草青枯病发病率。在长期种植人参的土壤中施用生物质炭，可显著抑制由连作障碍引起的根腐病的发生，人参产量增加27%，主要品质指标皂苷含量提高86%。施用生物质炭后叶菜类蔬菜体内硝酸盐含量大幅降低。在重金属污染土壤中，施用生物质炭虽然无法将有毒元素从土壤中去除，但是可大幅度降低污染物的溶解性和植物可利用性，进一步抑制有害金属元素向植物体内转移，从而降低重金属在可食部分中的含量。许多研究还发现，生物质炭能够降低农药在土壤中的残留量，进一步提升土壤健康水平。因此，生物质炭农田施用是优质健康生产的绿色技术。
在气候变化的大背景下，农田固碳（增加土壤有机质）减排（来自有机质分解产生的甲烷和化肥施用产生的氧化亚氮）是农业实现碳中和的核心目标和技术途径。科学家比较了多种减排技术，发现生物质炭土壤施用固碳减排潜力极为显著。和碳固定与碳封存、生物能源利用、土壤固碳等当前较为流行的技术相比，生物质炭化还田环境代价小、成本低，且经济可行 。生物质炭化还田在固碳和温室气体减排方面作用主要体现在以下几个方面。
首先，废弃物生物质炭化利用过程将一大部分绿色植物光合产物碳以生物质炭的形式固定下来，与直接燃烧或还田相比，有机碳的周转时间大幅度延长，将大气二氧化碳更长时间地封存于土壤。有研究表明，生物质炭稳定性强，在土壤中至少存留几百年。其次，生物质炭化过程还回收利用了有机质中大部分的养分资源和一部分能量，既节约了能源，又减少了化学肥料施用，进而减少了化学肥料生产过程中的温室气体排放。第三，生物质炭施用后还能减少农田温室气体直接排放。对多个田间试验的数据整合分析发现，生物质炭施用后农田氧化亚氮和稻田甲烷排放分别降低13.6%和15.2%，每生产1千克谷物温室气体排放量减少3.5千克二氧化碳当量。按照2018年全国粮食产量6.58亿吨计，生物质炭施用当年全国温室气体排放可减少23亿吨二氧化碳当量。因此，生物质炭农业应用的碳中和潜力巨大。我们相信，在国家碳中和战略指导下，随着碳交易机制的完善，生物质炭产业和农业应用将会有更大的发展，有希望成为我国农业贡献国家碳中和目标的重要方面。我们也相信，传统农耕文化与生物质炭基绿色科技的深度交叉，有可能开创生物质炭基绿色新型农耕文明，并传播到广大发展中国家，影响其农业发展和碳中和实践。