农田管理措施对土壤有机碳周转及微生物的影响

农田管理措施对农田生态系统碳循环影响显著,进而制约土壤肥力、农业生产及粮食安全,影响气候变化和环境健康。本文综述了不同农田管理措施(施肥方式、种植制度、耕作模式)对农田土壤有机碳、含碳温室气体排放和土壤微生物的影响。发现有机肥与无机肥配施情景下土壤有机碳增速最快,且施肥量与土壤碳库存在阈值效应;有机肥的施用增加了土壤中CO2排放通量,磷、钾两种肥料的施用与施用氮肥相比更能降低农田土壤排放温室气体产生的全球增温潜势;提高有机肥和磷肥的施用比例有利于土壤中微生物丰富度的提高和微生物量碳的积累。种植结构和种植密度均会影响农田土壤的碳储量,种植结构对农田生态系统温室气体排放影响显著,轮作和间作的种植模式与传统单一作物种植相比可有效减少农田含碳温室气体的排放,同时,轮作与连作相比更有利于土壤微生物多样性的增加。保护性耕作措施有利于农田土壤固碳效率的提高,可降低农田温室气体的排放,且对微生物活性、多样性、群落结构以及碳源利用情况均有积极影响。最后总结了国际主流碳模型在农田生态系统的应用概况,并提出了未来发展展望。     

氮肥高效施用在低碳农业中的关键作用

低碳农业是我国集约化农业发展的必然趋势。深入理解氮肥高效施用是实现低碳农业的关键,可以更加明确如何集成优化农业管理措施增加产量、减少农田生态系统碳排放、提高土壤固碳效应,综合实现固碳、减排、增产的低碳农业发展目标。本文概述了低碳农业评价指标的三个阶段性研究特点,从田间温室气体排放的综合温室效应拓展为涵盖固碳效应的净温室效应,再拓展为涵盖生命周期评价碳排放的综合净温室效应以及兼顾作物产量的温室气体强度。提出了如何利用当季作物试验来估算农田生态系统净碳收支、结合生命周期评价当季作物综合净温室效应和单位产品温室气体强度的方法。按照现阶段低碳农业的评价指标,以我国稻–麦轮作生态系统集约化生产的低碳农业模式为案例,解析氮肥施用在低碳农业各组成包括作物产量、固碳效应、CH₄和N₂O排放、农业措施碳排放中的重要作用,明确氮肥高效施用在农田生态系统综合净温室效应和温室气体强度中的关键作用,从而实现低碳农业可持续发展。     

农田土壤硝化反硝化作用及其对生物炭添加响应的研究进展

氧化亚氮（N2O）是重要的温室气体之一,还会破坏大气臭氧层,影响全球气候变化。农田土壤是N2O最主要的排放源,由微生物主导的硝化和反硝化作用是其最主要的排放途径,因此,土壤的硝化和反硝化作用备受关注。在综合国内外相关研究的基础上,就区分硝化和反硝化作用对N2O排放贡献的研究方法、土壤N2O产生途径及其影响因素以及施用生物炭对N2O排放的影响机理进行归纳总结。结果表明：硝化和反硝化作用对生物炭的响应不同,在N2O减排效应上也存在很大的不确定性,其内在机理尚不明确。在此基础上,提出区分硝化和反硝化作用对N2O排放贡献的最佳研究方法,并就农田土壤硝化反硝化作用的影响因素以及对生物炭的响应机制进行研究展望。     

生物质炭对不同植被类型土壤温室气体排放影响研究进展

土壤生态系统是温室气体排放的主要来源之一，降低土壤温室气体排放对于缓解全球变暖具有重要意义。近年来，生物质炭在改良土壤性质、提高土壤碳汇和影响土壤温室气体排放方面展现出了巨大的潜力。因此，关于施加生物质炭对土壤温室气体排放影响的研究已经成为了环境科学和农业生态领域的研究热点。然而，生物质炭对土壤温室气体净排放的影响是促进还是抑制尚无统一定论。不同植被类型条件下土壤温室气体排放也存在较大差异，故而研究添加生物质炭对不同植被类型土壤温室气体排放的影响至关重要。本文综述了添加生物质炭对林地、农田及设施蔬菜土壤中CO₂、CH₄和N₂O排放的影响，探讨了生物质炭对土壤温室气体排放的作用机制。总结发现，不同植被类型土壤添加生物质炭将降低土壤N2O的排放，并且增加土地对CH4的吸收，而对CO₂排放的影响没有统一定论。结合国内外生物质炭在该领域的研究现状，未来需开展生物质炭在土壤温室气体减排领域的长期系统研究，同时应充分考虑使用生物质炭可能存在的潜在环境风险，以期为生物质炭在土壤温室气体减排中的应用提供可靠的科学依...     

农田土壤主要温室气体(CO2、CH4、N2O)的源/汇强度及其温室效应研究进展

气候变化是当今全球面临的重大挑战, 人类社会生产生活引起的温室气体排放是全球气候变暖的主要原因。大气中CO₂、CH₄ 和N₂O 是最重要的温室气体, 对温室效应的贡献率占了近80%。据估计, 大气中每年有5%~20%的CO₂、15%~30%的CH₄、80%~90%的N₂O 来源于土壤, 而农田土壤是温室气体的重要排放源。本文重点阐述了农田土壤温室气体产生、排放或吸收机理及其影响因素, 指出土地利用方式和农业生产力水平等人为控制因素通过影响土壤和作物生长条件来影响农田土壤温室气体产生与排放或吸收。所以, 我们可以从人类活动对农田生态系统的影响着手, 通过改善农业生产方式和作物生长条件来探索温室气体减排措施, 达到固碳/氮增汇的目的。对国内外关于农田温室气体排放的源/汇强度及其综合温室效应评估的最新研究进展进行了综述, 指出正确估算与评价农田土壤温室气体的源/汇强度及其对大气中主要温室气体浓度变化的贡献, 有助于为温室气体减排以及减少气候变化预测的不确定性提供理论依据。     

施用有机肥对农田温室气体排放影响研究进展

有机肥因具有丰富的氮、磷、钾、生物活性物质,能改善地力及作物品质等优点,而被广泛运用。然而有机肥对农田土壤的作用机理复杂,对农田土壤温室气体的影响不容忽视。通过增加土壤中有机C、改变土壤的C/N、影响土壤呼吸速率、增强土壤微生物活性等途径影响农田土壤温室气体的排放量。本文结合当前国内外研究进展,综述了施用有机肥对农田温室气体排放影响因子及作用特征,并提出了今后重点研究方向,以期为更好地揭示有机肥对农田温室气体通量的作用机制和控制农田温室气体排放提供参考。     

生物炭与沼液混施对杨树人工林土壤温室气体排放的长期影响

  目的  明确不同生物炭和沼液添加量对杨树人工林土壤温室气体排放的影响。  方法  依托长期生物炭和沼液混施野外观测样地,于2019年7月到2020年1月测定不同生物炭（B0, B1, B2）和沼液（C, L, M, H）添加处理的土壤温室气体排放通量,于2019年9月和2020年1月测定土壤理化性质。通过统计分析,揭示生物炭和沼液对土壤温室气体排放的影响。  结果  添加生物炭的土壤总碳（B1: 2.42 ± 0.14%, B2: 2.75 ± 0.14%）显著高于未添加生物炭的土壤（B0: 1.83 ± 0.04%）。同样,添加生物炭的土壤总氮（B1: 0.22 ± 0.01%, B2: 0.24 ± 0.01%）显著高于未添加生物炭的土壤（B0: 0.18 ± 0.01%）。沼液添加显著提高土壤总氮含量,但生物炭与沼液对土壤总碳和总氮不存在显著交互作用。在冬季,沼液和生物炭均显著影响土壤NH₄+-N含量,且两者存在显著性的交互作用;沼液显著增加土壤NO₃?-N含量。在野外监测时间内,沼液显著提高了土壤N₂O和CH₄的累积排放量,增强了总增温潜势。与未添加沼液（C）处理相比,低（L）、中（M）和高剂量（H）沼液添加处理的总增温潜势分别增加了30%、40%和44%;而生物炭对土壤温室气体累积排放量和总增温潜势的影响不显著。  结论  生物炭单次添加7年后对温室气体排放的抑制效应不明显,甚至可能增加土壤温室气体的排放。沼液每年3次添加显著促进土壤温室气体的排放。因此,建议进一步研究老化效应对生物炭抑制土壤温室气体排放能力的潜在机制以及生物炭与沼液（氮肥）配施的最佳比例,以改善土壤环境并减少温室气体排放。     

施用生物炭对农田土壤氮素转化关键过程的影响

生物炭作为一种土壤改良剂,施入土壤后不仅能有效改善土壤结构,提高土壤对营养元素的吸附能力,还可减少温室气体的排放,增强生物固氮能力,因此在农业生产和缓解气候变化方面有着巨大的应用前景。生物炭的输入将直接影响农田土壤氮素的循环和转化,本文结合国内外大量文献,综合分析总结了施用生物炭对土壤氮素转化过程的影响,重点从生物炭对土壤氮素矿化、氮素损失以及硝化、反硝化作用和生物固氮过程的影响过程展开阐述。并在此基础上,提出今后应加强生物炭对氮素转化的作用机理及对环境的长期正负效应研究,特别是对相关微生物群落的多样性、丰度以及土壤酶活性方面的研究,同时提出相关研究应建立在统一的生物炭标准之上,以明确区分生物炭的作用效果及其作用机制。     

施用生物炭对双季稻田综合温室效应和温室气体排放强度的影响

为探究在南方双季稻区施用生物炭对稻田综合温室效应和温室气体排放强度的影响,本研究以常规稻中嘉早17(早稻)和杂交稻五优308(晚稻)为试验材料,设置不施生物炭(CK)和施生物炭(20t·hm-2)2个处理,采用静态箱-气相色谱法连续2年监测稻田温室气体排放,并分析施用生物炭对双季稻田甲烷(CH4)和氧化亚氮(N2O)排放量、综合温室效应(GWP)、双季水稻累积总产量和单位产量的温室气体排放强度(GHGI)的影响。结果表明,与对照相比,施用生物炭显著降低了早晚稻甲烷累积排放通量,但对氧化亚氮累积排放通量无显著影响。试验进行2年后,施用生物炭显著降低2周期稻田的甲烷累积排放总量(26.9%)。在100年时间尺度上,施用生物炭显著降低2周期稻田综合温室效应(26.9%)和温室气体排放强度(30.3%);施用生物炭显著增加双季稻田土壤有机质含量,且在试验第2年显著提高了早晚稻的产量。综上,施用生物炭可以协同实现水稻丰产和稻田固碳减排。本研究为南方双季稻区水稻丰产和稻田土壤固碳减排提供了理论依据。     

生物黑炭及其增汇减排与改良土壤意义

国际上对将农田废弃物制成生物黑炭施用于土壤作为农业增汇减排的一种关键途径的呼声越来越高。通过文献资料调研,介绍了生物黑炭的基本性质及其碳稳定性,对农田土壤的改良效应,并讨论其在农业增产和增汇（碳）中的作用。结果表明,作物秸秆无氧高温热解制备的生物炭具有高度的芳香化、物理的热稳定性和生物化学的抗分解性。施用于土壤大幅度提升土壤碳库,并因其结构性质有利于农田土壤固持养分,提高养分利用率,改善微生物生境,从而达到提高土壤质量而促进作物增产的双赢效果。     

农田土壤黑碳应用研究进展

在应对全球气候变暖和保障粮食安全的双重背景下,如何增加土壤碳库容量、 提升土壤生产力以及减少环境危害已成为农学家、 土壤学家和环境学家在二十一世纪的研究重点和热点,黑碳（或生物碳）在农田土壤中的应用作为一种增加土壤碳库和提高土地生产力的新方法引起了极大关注。本文综述了黑碳在农业土壤中的含量,应用黑碳（生物碳）对作物产量、 土壤肥力和温室气体排放的影响; 探讨了应用黑碳影响作物生产力和土壤环境行为的机理以及农田土壤应用黑碳在不同区域、 作物类型、 用量和黑碳性质上的差异表现; 展望了农田应用黑碳未来研究的方向和热点。     

Effects of biochar application on greenhouse gas emissions,carbon sequestration and crop growth in coastal saline soil

To evaluate the benefits of application of biochar to coastal saline soil for climate change mitigation, the effects on soil organic carbon (SOC), greenhouse gases (GHGs) and crop yields were investigated. Biochar was applied at 16 t ha^?1 to study its effects on crop growth (Experiment I). The effects of biochar (0, 3.2, 16 and 32 t ha^?1) and corn stalk (7.8 t ha^?1) on SOC and GHGs were studied using ¹³C stable isotope technology and a static chamber method, respectively (Experiment II). Biochar increased grain mass per plant of the wheat by 27.7% and increased SOC without influencing non‐biochar SOC. On average, 92.3% of the biochar carbon and 16.8% of corn‐stalk carbon were sequestered into the soil within 1 year. The cumulative emissions of CO₂, CH₄ and N₂O were not affected significantly by biochar but cornstalk application increased N₂O emissions by 17.5%. The global warming mitigation potential of the biochar treatments (?3.84 to ?3.17 t CO₂‐eq. ha^?1 t^?1 C) was greater than that of the corn stalk treatment (?0.11 t CO₂‐eq ha^?1 t^?1 C). These results suggest that biochar application improves saline soil productivity and soil carbon sequestration without increasing GHG emissions.     

Biochar application to soil for climate change mitigation by soil organic carbon sequestration

Pyrogenic carbon (C) is produced by incomplete combustion of fuels including organic matter (OM). Certain ranges in the combustion continuum are termed ‘black carbon' (BC). Because of its assumed persistence, surface soils in large parts of the world contain BC with up to 80% of surface soil organic C (SOC) stocks and up to 32% of subsoil SOC in agricultural soils consisting of BC. High SOC stocks and high levels of soil fertility in some ancient soils containing charcoal (e.g., terra preta de Índio) have recently been used as strategies for soil applications of biochar, an engineered BC material similar to charcoal but with the purposeful use as a soil conditioner (1) to mitigate increases in atmospheric carbon dioxide (CO₂) by SOC sequestration and (2) to enhance soil fertility. However, effects of biochar on soils and crop productivity cannot be generalized as they are biochar‐, plant‐ and site‐specific. For example, the largest potential increases in crop yields were reported in areas with highly weathered soils, such as those characterizing much of the humid tropics. Soils of high inherent fertility, characterizing much of the world's important agricultural areas, appear to be less likely to benefit from biochar. It has been hypothesized that both liming and aggregating/moistening effects of biochar improved crop productivity. Meta‐analyses of biochar effects on SOC sequestration have not yet been reported. To effectively mitigate climate change by SOC sequestration, a net removal of C and storage in soil relative to atmospheric CO₂ must occur and persist for several hundred years to a few millennia. At deeper soil depths, SOC is characterized by long turnover times, enhanced stabilization, and less vulnerability to loss by decomposition and erosion. In fact, some studies have reported preferential long‐term accumulation of BC at deeper depths. Thus, it is hypothesized that surface applied biochar‐C (1) must be translocated to subsoil layers and (2) result in deepening of SOC distribution for a notable contribution to climate change mitigation. Detailed studies are needed to understand how surface‐applied biochar can move to deeper soil depths, and how its application affects organic C input to deeper soil depths. Based on this knowledge, biochar systems for climate change mitigation through SOC sequestration can be designed. It is critically important to identify mechanisms underlying the sometimes observed negative effects of biochar application on biomass, yield and SOC as biochar may persist in soils for long periods of time as well as the impacts on downstream environments and the net climate impact when biochar particles become airborne.     

秸秆及其生物炭对土壤碳库管理指数及有机碳矿化的影响

以河南省粮食主产区壤质潮土和砂土为研究对象,通过盆栽试验和室内恒温培养试验,研究了生物炭与不同腐殖化程度的传统有机物料(秸秆和腐熟鸡粪)单施及配施对壤质潮土和砂土有机碳储量、活性及碳库管理指数的影响,并进一步比较了小麦秸秆直接还田和制炭还田对土壤有机碳矿化的影响,以及生物炭对土壤原有有机碳矿化的调控作用。结果表明:相同添加量下,生物炭对土壤有机碳含量的提升效果优于秸秆和腐熟鸡粪,在壤质潮土和砂土上分别较对照提升了63.15%和115.62%。另外,生物炭显著增加了土壤稳态碳含量和土壤碳库指数(CPI),但降低了土壤碳素有效率(SC)和碳库活度指数(AI),对土壤易氧化有机碳(POXC)和碳库管理指数(CMPI)无显著影响,添加秸秆显著增加了2种土壤POXC含量、基础呼吸和CPMI。进一步通过室内恒温培养试验发现,秸秆可在培养前期(0～37天)大幅度提升2种类型土壤有机碳矿化速率和累积矿化量,秸秆制炭还田对土壤有机碳矿化无显著影响。此外生物炭对土壤原有有机碳矿化的调控作用受其施用量、外源活性有机碳输入和土壤类型的影响,高量生物炭(2%)对非秸秆还田土壤有机碳矿化表现出较强的负激发效应,而低量生物炭(0.55%)对秸秆还田土壤有机碳矿化表现出较明显的负激发效应。因此,从"固碳减排"角度考虑,秸秆制炭还田是更合理的利用方式,且应根据土壤施肥管理措施和土壤类型考虑生物炭的施用量,添加质量比为2%的生物炭可显著抑制土壤原有有机碳矿化,降低CO_2排放,但应避开秸秆快速腐解期施用。     

生物质炭引起的土壤碳激发效应与土壤理化特性的相关性

生物炭因含有丰富的惰性碳元素而被看作是一种极富应用前景的固碳材料，将其施入土壤后可以增加土壤稳定性碳库，减缓全球气候变化。前人研究表明，生物炭添加到土壤中后，将增加（正激发效应）或者减缓（负激发效应）土壤原有机碳的矿化速率。然而，生物炭对不同土壤的激发效应以及土壤性质与生物炭激发效应之间的关系还不明确。因此，本研究利用13C 稳定性同位素标记的小麦秸秆制作成生物炭，分别将等碳量的生物炭和标记秸秆添加到四种不同性质的土壤中，室内培养一年，测定生物炭及秸秆中的碳元素在不同土壤中的降解量及其对土壤原有机碳的激发效应量。研究结果表明：生物炭在黑土水稻土以及下位砂姜土水稻土中引发了显著的负激发效应，激发效应量分别为-284 mg/kg和-157 mg/kg，而在红壤水稻土以及低肥力红壤水稻土（长期定位不施肥的红壤水稻土）中引发正激发效应，激发效应量分别为33.3 mg/kg和58.0 mg/kg；秸秆在四种土壤中引发的激发效应量不同，均为正激发效应，正激发效应量远大于生物炭。生物炭激发效应量与土壤的Ec（r= -0.884）以及pH（r= -0.824）成极显著的负相关关系。生物炭-碳在不同土壤上的累积降解量存在显著差异，黑土水稻土中为15.6 mg/kg，红壤水稻土中为14.2 mg/kg，下位砂姜土以及低肥力红壤水稻土中相似，分别为10.4 mg/kg和9.92 mg/kg；秸秆-碳的累积降解量远大于生物炭-碳，其在低肥力红壤水稻土中的降解量显著低于其他三种土壤。生物炭添加在黑土水稻土中碳净损失量最低，下位砂姜土水稻土中次之，低肥力红壤水稻土中最高。研究表明，生物炭在土壤中的固碳效果不仅受到生物炭-碳自身降解速率的影响，还会受到生物炭引发的土壤碳激发效应量的影响。     

测土配方施肥项目固碳减排计量方法学探讨

固碳减排计量是进行减缓气候变化的碳交易机制的基础工作,而适合项目计量的计量方法学是实现交易的基础工具。我国正在大力推广的测土配方施肥项目在合理利用肥料、提高产量的同时,也表现出重要的农业温室气体的减排作用。为了给未来编制测土配方施肥方法学标准文本提供依据,本文从边界和基准线的设定、碳库和关键排放源的选取、固碳减排的计量方法等方面探讨了测土配方施肥项目固碳减排计量方法学问题。     

Biochar Application Promotes Growth Parameters of Soybean and Reduces the Growth Difference

Biochar is derived from the pyrolysis of biomass, and when buried in soil, can act as a long-term soil carbon store. Evidence suggests that biochar can improve soil fertility and crop production in some circumstances. However, the potential for promoting crop growth in agroecosystems is poorly understood, with different reports of soil properties following biochar application. Therefore, this study aims to investigate the spatial variability of soybean growth parameters in different biochar application rates and the reasons for the results obtained. The study used field plots with five biochar application rates (0, 20,40, 80, and 160 t·ha^?1). There were 15 field plots in total and the trial was fully randomized with three replications. The biochar was mixed into the topsoil (0–20 cm depth) before the soybean was sown. Soybean growth parameters were determined during the flowering–podding phase. The results showed that biochar not only improved the growth parameters of soybean, but also reduced growth differences in the same treatment, and higher biochar application rates would result in a larger effect size in a certain range (0–103.4 t·ha^?1). The leaf area in the no biochar treatment showed moderate variation, whereas the growth parameters (height, stem diameter, and leaf area) showed weak variation in the other biochar treatments; and the growth parameters, when the soybean were subjected to the biochar treatments, had moderate spatial dependence. In addition, the introduction of geostatistical theory can provide a theoretical foundation for further studying biochar–soil–crop system and the spatial variability of soybean growth and their relevance.     

长期深耕秸秆还田配施生物炭对砂姜黑土团聚体及小麦-玉米产量的影响

为探究耕作方式、秸秆还田和生物炭添加结合对土壤团聚体粒径分布、团聚体养分特征、养分库储量及小麦-玉米周年产量的影响,本研究采用3因素2水平试验设计,分别为耕作方式：常规旋耕（CT）,深翻耕作（DT）;秸秆处理：秸秆还田（S）、秸秆不还田（NS）;生物炭：生物炭添加（B）、无生物炭添加（NB）,共8个处理。结果表明：无生物炭添加时,旋耕秸秆还田显著提高了0~15 cm土层团聚体稳定性及土壤养分库储量,而深耕秸秆还田显著改善了>15~30 cm土层土壤团粒组成,提升土壤肥力,促进作物增产。相关性分析表明,砂姜黑土中作物产量的提升更依赖于深层（>15~30 cm）土壤物理结构的改善和土壤肥力的提升。配施生物炭后如DT-S-B（深耕秸秆还田配施生物炭）较CT-NS-NB（旋耕秸秆不还田无生物炭）处理尤其使>15~30 cm土层团聚体稳定性显著增强,>2 mm粒级团聚体比例、重量平均直径和几何平均直径值分别增加165.88%、62.37%和119.81%,显著提高>2 mm粒级团聚体有机碳、全氮和全磷含量,提高了>2 mm粒级团聚体有机碳和养分固持能力,降低了<2 mm粒级团聚体有机碳和养分固持能力,使>15~30 cm土层土壤有机碳库储量、全氮、全磷和全钾库储量分别显著提升37.41%、38.99%、41.26%和9.84%,促使2年作物周年产量平均增加22.96%,但在深耕秸秆还田的基础上配施生物炭在短期内增产效果不显著。综上,深耕秸秆还田配施生物炭能够显著改善黄淮海南部砂姜黑土深层土壤团聚体粒径分布和稳定性,提升了土壤肥力和作物周年产量,保障了农田高效绿色可持续生产。     

生物质炭对植物表型及其相关基因表达影响的研究进展

【目的】生物质炭研究是近十年农业可持续发展研究的重要前沿领域。作为一种良好的土壤改良剂,生物质炭不仅能改善土壤肥力,而且能够通过改变土壤与植物的相互作用关系影响植物生长发育,最终影响作物的生产力。因此,以植物表型及其相关基因表达为视角的生物质炭研究有助于深入了解生物质炭对土壤和植物效应的作用机理,进一步充实生物质炭的农业应用的理论基础。 主要进展本文回顾了近年来国内外关于生物质炭对植物生长影响的研究,从作物生产力、作物根系生长、作物病虫害和作物基因表达四个方面论述了生物质炭对植物表型和相关基因表达的影响;分析了生物质炭对植物表型及其相关基因表达的可能机理,探讨了生物质炭对植物表型及其相关基因表达研究的不足,提出了未来研究的发展方向。 问题与展望未来生物质炭对植物表型和相关基因表达的研究应注重其系统性和全面性,例如建立规范化的生物质炭试验技术,特别是生物质炭相关标准和数据库的建立,同时应加强生物质炭对转基因作物的影响等方面的研究。     

Effects of biochars produced from different feedstocks on soil properties and sunflower growth

The use of biochar as a soil amendment is gaining interest to mitigate climate change and improve soil fertility and crop productivity. However, studies to date show a great variability in the results depending on raw materials and pyrolysis conditions, soil characteristics, and plant species. In this study, we evaluated the effects of biochars produced from five agricultural and forestry wastes on the properties of an organic‐C‐poor, slightly acidic, and loamy sand soil and on sunflower (Helianthus annuus L.) growth. The addition of biochar, especially at high application rates, decreased soil bulk density and increased soil field capacity, which should impact positively on plant growth and water economy. Furthermore, biochar addition to soil increased dissolved organic C (wheat‐straw and olive‐tree‐pruning biochars), available P (wheat‐straw biochar), and seed germination, and decreased soil nitrate concentration in all cases. The effects of biochar addition on plant dry biomass were greatly dependent upon the biochar‐application rate and biochar type, mainly associated to its nutrient content due to the low fertility of the soil used. As a result, the addition of ash‐rich biochars (produced from wheat straw and olive‐tree pruning) increased total plant dry biomass. On the other hand, the addition of biochar increased the leaf biomass allocation and decreased the stem biomass allocation. Therefore, biochar can improve soil properties and increase crop production with a consequent benefit to agriculture. However, the use of biochar as an amendment to agricultural soils should take into account its high heterogeneity, particularly in terms of nutrient availability.