塑料地膜技术在农业中得到广泛应用，对提高土壤温度、保持土壤湿度、抑制杂草生长和增加作物产量具有重要作用[38]。用于农业活动的塑料大量进入土壤[21]。作为农业大国，中国近年来地膜的使用量显著增加，从1992年的78万吨增加到2022年的237.5万吨[56]。然而，由于时间滞后和缺乏明确指导，每年仍有约三分之一的地膜残留在农田土壤中[25][3]。在太阳辐射、风化、机械损伤和生物降解的共同作用下，这些地膜碎片会形成微塑料[38]。环境中的微塑料会改变土壤的化学性质（如pH值、碳含量和养分含量[59]），并可能对土壤造成危害，如抑制微生物生长、引起植物细胞毒性及氧化损伤[20][27]。
生物炭因其高碱性、多孔结构和稳定的碳含量以及较大的表面积，被广泛用于提高土壤肥力、固碳、促进作物生长和修复受污染的土壤[8]。生物炭具有独特的物理化学性质，能够吸附并固定来自各种环境介质的微塑料[16]。其多孔结构和较大的比表面积使其能够通过表面官能团络合、阳离子-π非共价作用、范德华力和静电吸附等方式有效吸附微塑料[23][7][39][40]。作为一种外源物质，生物炭可以提供氮（N）、磷（P）、钾（K）等天然原料中含有的微量元素[33]。生物炭的应用可以影响多种土壤性质，包括pH值、容重、阳离子交换容量、持水能力和生物活性。这些土壤性质的变化可能会影响养分在土壤颗粒中的分布以及微生物对养分的转化[28]。此外，其多孔结构为微生物提供了栖息地，同时储存了它们生存所需的水分和养分。随着微生物数量的增加，它们产生的酶量也会增加，从而促进养分循环[1][24]。生物炭为某些微生物提供碳源，刺激其代谢过程并改变酶的产生。例如，在低浓度生物炭处理后，微生物活性没有显著提高，而高浓度生物炭处理后微生物活性显著增强[11][42]。
由于生物炭具有较大的表面积和多孔结构，它成为治理微塑料污染的一种有前景的方法[16]。生物炭本身可作为吸附剂吸附微塑料，也可作为微塑料降解的催化剂[41]。先前的研究表明，生物炭有助于修复受微塑料污染的土壤中的微生物群落和元素循环，并改变土壤的化学性质[31][44]。例如，当生物炭与聚丙烯微塑料共存时，仍能稳定地重建微生物群落并抑制芳香化合物的降解，从而保持土壤有机碳分子的稳定性[6]。生物炭可以改变受微塑料污染土壤的物理化学性质（如pH值和电导率），在适宜的温度和湿度条件下，还能改变脲酶和酸性磷酸酶的活性，增加细菌多样性指数[31]。这表明生物炭作为一种土壤改良剂，具有减轻微塑料对农业生态系统影响的潜力。
然而，目前的研究主要集中在实验室模拟修复实验上，缺乏关于生物炭在实际田间条件下（尤其是多年积累残留地膜的土壤中）修复效果的研究。这将有助于推动生物炭在微塑料污染治理中的实际应用。因此，本研究将生物炭应用于全年覆盖地膜的大蒜和蔬菜种植土壤中，并采集样本进行分析，全面探讨了生物炭在改善微塑料污染土壤中的作用。
