本发明公开了一种改性水焦炭及其制备方法和用途，所述改性水焦炭为具有海绵状结构的碳化合物，其性能与天然胡敏素功能相近。因此，能够为土壤微生物和土壤动物提供所需能量和矿物需求；同时可通过形成改性水焦炭与土壤腐殖质物质混合体可以更稳定或有效地协助土壤中有毒物质的降解或失活；且本发明制得的改性水焦炭结合腐殖质物质可以缓冲土壤pH，释放二氧化碳，起到缓冲土壤氢离子浓度的作用。含有本发明所述改性水焦炭、腐殖酸和/或有机碳介质营养素的组合物，能够广泛用于土壤肥料、促进土壤微生物和土壤动物生态平衡、促进土壤中有毒物质的降解或失活、土壤pH改良、植物肥料、促进植物生长、植物灌溉等，且能取得良好的效果。