沈文飚:用氢气重新定义农业的人

沈文飚教授在富氢水灌溉试验田中

市场上"有机蔬菜"越来越多，但很多人还是抱怨：现在的番茄没有小时候的甜，黄瓜少了那股清香。这不是错觉，而是工业化农业的代价——产量上去了，风味物质却下降了。

南京农业大学的沈文飚教授，试图用一种意想不到的元素来破解这个矛盾：氢。

一个"意外"发现开启的新领域

2007年，日本学者发现氢气可以选择性清除动物体内的自由基，氢医学由此兴起。沈文飚注意到这个方向后，很快产生了一个念头：氢对植物是否也有类似作用？

在此之前，学界普遍认为高等植物释放氢气只是一个伴随现象，与固氮菌相关，但沈文飚团队的研究表明，氢气释放是植物自主的生理行为，可能具有信号分子功能。2011年起，他的团队正式进入氢气植物学研究领域。

十几年下来，他们发现氢气不仅能促进植物生长，还能调控风味物质合成、提高抗逆性、延长保鲜期——这些发现后来被整合为"氢农业"的概念。

氢农业要解决的核心问题

传统农业面临一个两难：追求高产往往牺牲品质，过度使用化肥农药又带来残留和污染。沈文飚团队的思路是，用富氢水替代部分化肥农药，让农作物在更接近自然的状态下生长，同时保持产量和品质。

富氢水灌溉的稻田（上海青浦基地）

具体来说，氢气在农业中能发挥几方面作用：促进侧根发育、提高氮肥利用效率、降低重金属在作物中的积累、减少农药残留、延缓采后衰老。

在上海青浦的法液空—南京农业大学氢农业基地，145亩富氢水灌溉水稻平均增产18.8%，"沪软1212""银香38"等品种均表现良好。

从论文到田间

学术研究是沈文飚的本行。以通讯作者身份，他在Plant Physiology、Plant Journal、Molecular Plant、Food Chemistry等SCI刊物发表论文超过150篇，连续多年入选爱思唯尔"中国高被引学者"榜单。

但他更在意的是技术能否落地。2014年，他获得第一个氢农业国家发明专利；2016年，开发的氯化血红素获得农业部农药登记证；2019年起与法国液化空气集团合作，将富氢水灌溉技术推广到江苏句容、上海青浦等地的规模化种植基地。

2022年，沈文飚团队与法液空共同荣获"中法团队创新合作奖"，获奖项目名为"Hydrogen Initiates a New Revolution in Agriculture"——氢气开启了农业的新革命。

让农产品"恢复原味"

氢农业的终极目标，不是生产某种特殊的"氢产品"，而是让普通农产品恢复它本该有的味道——番茄有番茄的酸甜，黄瓜有黄瓜的清香，稻米有稻米的软糯。

在草莓实验中，研究人员发现富氢水灌溉可以显著提高草莓的可溶性固形物含量和消费者偏好度；在康乃馨切花实验中，氢化镁处理将瓶插寿命延长约52%。

这些数据背后有一个共同逻辑：氢气通过重建植物的氧化还原稳态，让作物在生长和采后两个阶段都保持更好的生理状态。

为什么是他来做这件事

沈文飚的身份有些特殊。他同时任职于南京农业大学生命科学学院和上海交通大学氢科学中心，前者给了他植物学的深厚基础，后者让他能接触到材料科学和氢医学的交叉资源。

沈文飚

南京农业大学教授、博士生导师
上海交通大学氢科学中心兼职教授
江苏省生物化学与分子生物学学会副理事长
2019年法国液化空气科学奖得主

此外，他还有多年惰性气体生物学研究背景，氩气、氦气等气体对植物的作用机制也是他的研究范围。这种跨领域积累，让他在设计氢农业方案时能借鉴更多元的视角。

氢农业的边界在哪里

尽管进展迅速，沈文飚本人多次在论文中强调，氢农业仍面临挑战：富氢水的作用效果受浓度、温度、水质等因素影响较大；大规模田间应用需要稳定的氢气供应设备；多年多点的系统数据还有待积累。

相关阅读

• 《崭露头角的氢气生物学》，沈文飚、孙学军，《中国生物化学与分子生物学报》2019
• 《园艺作物氢气生物学效应研究进展》，金志威等，《园艺学报》2025
• 《Molecular Hydrogen positively regulates nitrate uptake and seed size by targeting nitrate reductase》，Plant Physiology，2023

这些问题不影响氢农业的方向正确性，反而说明这个领域还有大量值得深挖的空间。

如果有一天，你在超市看到一瓶标注"富氢灌溉草莓"，价格比普通草莓略高但风味明显更好，它的背后可能就站着沈文飚这样的研究者——用十几年的实验室和田间试验，把氢这个最小的元素，变成农业的新变量。

本文参考文献来源：南京农业大学官网、上海交通大学氢科学中心、ScienceNet论文报道