國際頂級期刊《Nature Food》發表了由浙江大學吳偉祥教授團隊領銜完成的研究論文，題為“A biochar-based strategy for long-term carbon sequestration and emission reduction in paddy fields”。該研究系統揭示了生物質炭在稻田生態系統中實現長效固碳與溫室氣體減排的協同機制，并提出了一套創新性的技術策略，為全球應對氣候變化、保障糧食安全與實現農業可持續發展提供了重要的科學依據和技術路徑。
該研究的核心在于，團隊不僅驗證了生物質炭施入稻田后能顯著增加土壤有機碳庫、實現長期固碳（超過百年尺度）的潛力，更重要的是，闡明了生物質炭如何通過調控稻田土壤微生物群落結構與功能、改善土壤物理化學性質，從而同步大幅減少甲烷（CH?）和氧化亞氮（N?O）這兩種強效溫室氣體的排放。這種“固碳減排”雙贏的效果，突破了傳統農業管理措施往往顧此失彼的瓶頸。
吳偉祥教授團隊提出，將生物質炭的施用與優化的水分管理、養分管理相結合，形成一套集成的“生物質炭+”稻田管理新范式。該策略能有效將農業廢棄物（如秸稈）轉化為具有高穩定性的生物質炭還田，在提升土壤肥力與作物產量的將農田從溫室氣體的“源”轉變為重要的“匯”。論文通過長期定位試驗和模型模擬，量化了該策略在全球尺度上的減排固碳潛力，其效果顯著且具有經濟可行性。
生物質能資源數據庫信息系統的支撐作用
這項突破性研究的背后，離不開對生物質資源精準認知與高效利用的支撐。吳偉祥教授團隊在長期研究中，高度重視基礎數據的積累與分析。一個完善的“生物質能資源數據庫信息系統”在此類研究中發揮著不可或缺的作用。該系統通常整合了各類生物質原料（如作物秸稈、林業剩余物、畜禽糞便等）的空間分布、產量數據、理化特性（如碳含量、熱值、灰分等）以及收集、運輸成本等信息。
對于生物質炭稻田固碳減排策略而言，該數據庫信息系統能提供關鍵支持：
- 資源評估與選址優化：系統可以精準評估不同區域可用于制備生物質炭的原料潛力和分布，為規模化工程的選址和原料供應鏈設計提供依據，確保策略的原料可持續性。
- 特性分析與炭品設計：不同原料、不同工藝生產的生物質炭性質差異顯著。數據庫中的原料特性數據有助于指導生產針對稻田土壤改良與減排最優化的“定制化”生物質炭產品。
- 生命周期與效益核算：結合地理信息，系統可輔助核算從生物質收集、運輸、炭化到田間施用的全生命周期碳排放與經濟成本，精準評估不同區域實施該策略的凈減排效益和成本效益，為政策制定提供數據支撐。
- 策略推廣與動態管理：基于數據庫信息系統，可以構建決策支持平臺，幫助農業管理部門和農戶根據本地資源條件，選擇最適宜的實施方案，并對固碳減排效果進行長期監測與動態評估。
吳偉祥教授團隊在《Nature Food》上發表的研究，標志著我國在農業碳中和領域的基礎與應用研究走在了世界前沿。而將前沿科學發現落地為可推廣的解決方案，離不開像“生物質能資源數據庫信息系統”這樣的基礎設施的強有力支撐。這項研究不僅提出了一項具有巨大潛力的負排放技術，也為構建智慧型、數據驅動的綠色農業體系指明了方向，對實現我國“雙碳”目標及全球農業可持續發展具有深遠意義。
