Biochar in Sustainable Agriculture: A Comprehensive Review of Soil Health, Crop Productivity and Carbon Sequestration

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

🔬研究者:Provides a structured overview of biochar mechanisms and knowledge gaps for soil–crop–climate research.

🏢実務担当者:Highlights conditions under which biochar can be cost-effective for soil amendment and carbon storage.

🏛政策担当者:Underpins evidence for including biochar in national carbon accounting and agricultural subsidy programs.

土壌劣化、栄養塩類の枯渇、そして気候変動は、農業の持続可能性と食料安全保障に引き続き課題を突きつけている。バイオ炭は、酸素制限条件下でのバイオマスの熱化学的変換によって生成される安定した炭素豊富な材料であり、持続可能な農業および気候スマート農業における土壌改良材としてますます注目を集めている。本レビューは、バイオ炭の製造技術、原料に依存する特性、およびバイオ炭が土壌健全性、作物生産性、炭素隔離に影響を及ぼすメカニズムに関する公表されたエビデンスを統合するものである。本レビューは、バイオ炭が、特に粗粒質および劣化した土壌において、かさ密度を低減し、団粒形成を促進し、保水量を増加させることにより、土壌の物理的条件を改善できることを示している。また、栄養塩類の保持を改善し、土壌酸性度を緩和し、リンの利用可能性に影響を与え、栄養塩類の損失を低減することにより、化学的肥沃度にも貢献する。生物学的には、バイオ炭は微生物バイオマス、土壌酵素活性、および菌根共生を支えることができる微小生息環境と栄養豊富な表面を提供する。これらの変化は、特に酸性度、低い栄養塩類保持能、干ばつストレス、塩分、または汚染物質の生物学的利用可能性によって生産性が制約される場合に、作物のパフォーマンスを向上させる可能性がある。バイオ炭はまた、その芳香族炭素構造が土壌中で長期間持続し得るため、また、適切な土壌および管理条件下での施用が亜酸化窒素およびメタンの排出を削減する可能性があるため、気候変動の緩和にも貢献する。しかしながら、便益の大きさと一貫性は、原料の種類、熱分解条件、土壌特性、作物種、および管理方法に強く依存する。さらなる普及は、生産コスト、物流上の要件、原料の変動性、潜在的な生態毒性リスク、および標準化の不十分さによって制約されている。持続可能な農業における安全で効果的かつ経済的に実行可能な使用を支援するためには、長期圃場試験、品質保証システム、および土壌特異的なバイオ炭製品が必要である。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

Soil degradation, nutrient depletion and climate change continue to challenge agricultural sustainability and food security. Biochar, a stable, carbon-rich material produced through the thermochemical conversion of biomass under oxygen-limited conditions, has received increasing attention as a soil amendment within sustainable and climate-smart agriculture. This review synthesises published evidence on biochar production technologies, feedstock-dependent properties and the mechanisms through which biochar influences soil health, crop productivity and carbon sequestration. The review indicates that biochar can improve soil physical conditions by reducing bulk density, enhancing aggregation and increasing water-holding capacity, especially in coarse-textured and degraded soils. It also contributes to chemical fertility by improving nutrient retention, moderating soil acidity, influencing phosphorus availability and reducing nutrient losses. In biological terms, biochar provides microhabitats and nutrient-rich surfaces that can support microbial biomass, soil enzyme activity and mycorrhizal associations. These changes may enhance crop performance, particularly where productivity is constrained by acidity, low nutrient retention, drought stress, salinity or contaminant bioavailability. Biochar also contributes to climate change mitigation because its aromatic carbon structure can persist in soils over long periods and because its application may reduce nitrous oxide and methane emissions under suitable soil and management conditions. However, the magnitude and consistency of benefits depend strongly on feedstock type, pyrolysis conditions, soil properties, crop species and management practices. Adoption is further constrained by production costs, logistical requirements, feedstock variability, possible ecotoxicological risks and insufficient standardisation. Long-term field studies, quality-assurance systems and soil-specific biochar products are needed to support safe, effective and economically feasible use in sustainable agriculture.

• semanticscholar https://doi.org/10.9734/jeai/2026/v48i74309first seen 2026-06-29 08:38:57 · last seen 2026-08-19 05:29:35
• openalex https://doi.org/10.9734/jeai/2026/v48i74309first seen 2026-07-16 05:00:44