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生物炭是生物质经密闭环境,低氧或无氧条件热解产生的富碳物质,其组成成分包括碳骨架、无机营养成分以及表面有机分子。生物炭对作物生长的影响主要包括间接影响和直接影响。生物炭接触作物根系,直接为作物生长提供营养物质,而影响整个作物的生长;生物炭能增加土壤肥力,改良土壤,保持土壤水分和营养等,能间接影响作物生长。近些年对生物炭与作物生长的研究逐渐增多,然而很少有学者研究生物炭的何种成分对作物产生影响。低温是影响农艺学生产的重要非生物胁迫之一,作物在低温胁迫下会发育不良,最终减产。在本试验中,为研究生物炭表面有机分子对低温胁迫下作物的直接影响,我们采用不同浓度的生物炭淋洗液（0-10%by weight）,由于生物炭表面有机分子能溶于水,应用生物炭淋洗液可直接针对有机分子成分进行研究。生物炭淋洗液在低温胁迫下（10℃）处理沈农9816水稻幼苗,得到如下结果:（1）随着生物炭淋洗液浓度的增加（3-10%）,水稻幼苗的长势逐渐变好,包括株高变高、根长变长、干重增加和叶绿素含量增加,叶片黄化逐渐减少。实时定量PCR（qRT-PCR）测定冷相关基因（OsDREB1A,OsDREB1B,OsMYB2,OsWRKY76,OsiSAP8和OsCOIN）的表达量和冷相关生理指标（丙二醛,H2O2,SOD,POD,CAT,脯氨酸和可溶性糖）含量的分析揭示:在高浓度生物炭淋洗液（3-10%）的处理下,处于低温胁迫的水稻幼苗抗寒性增加。（2）不同浓度生物炭淋洗液处理的幼苗,进行内源ABA及其前体物质类胡萝卜素含量的测定,发现随生物炭淋洗液浓度的升高,二者浓度也增加;对ABA及低温相关的基因（OsABF1,OsABF2,OsABA45,OsLEA3,RAB16A,OsPsbR1和OsPsbR3）的表达量进行测定,发现随着生物炭淋洗液浓度的增加,这些基因表达量也增加。本试验又用不同浓度的外源ABA处理水稻幼苗,并测定内源ABA及其前体物质类胡萝卜素含量及上述相关基因表达量,得出结果与生物炭淋洗液处理试验结果类似,我们因此认为生物炭表面能溶于水的某种成分可能与ABA有类似的作用。（3）我们认为,在排除其他干扰成分的条件下（无机营养成分,如K,Na,Ca等）,生物炭淋洗液中,能起到保护作物不受低温的迫害的物质应为生物炭表面的、能溶于水的有机分子,这些有机分子能进入到作物体内,与作物体内胁迫相关蛋白结合互作,行使生物学功能,最终使作物提抗寒能力。因此为了检验这个机制,本试验用了气相色谱与质谱联用（GC-MS）技术,利用NIST（Nation Institute of Standards and Technology）库,在生物炭提取液中鉴定出20种有机分子。（4）为了阐述这些有机分子是如何工作的,我们利用分子对接软件Autodock,发现生物炭提取液中的有机分子6-（Methylthio）hexa-1,5-dien-3-ol与胁迫相关蛋白ZAP1能对接成功,6-（Methylthio）hexa-1,5-dien-3-ol与ZAP1本身带有的配体分子琥珀酸有相同的结合方式。这说明本试验鉴定出来生物炭表面有机分子与ZAP1配体琥珀酸有可能存在相同的生物学功能,可能能刺激ZAP1,行使相应的生物学功能,提高作物的抗寒能力;同理,我们发现生物炭提取液中有机分子Cyah能与水稻中的ABA受体蛋白OsPYL2对接成功,说明生物炭中的有机分子Cyah很可能是ABA的类似物,与ABA具有相同的功能。结论:生物炭处理能提高作物的抗寒能力是因为其表面有机分子与胁迫相关蛋白的相互作用。