用光作肥料

文 陶詩秀 攝 劉新葉

用光作肥料

Light as a Fertilizer

文 陶詩秀 攝 劉新葉

至上世紀末，全世界平均每人占有的耕地面積已由0.4公頃減少到0.2公頃。這就是說，人類要養活自己，必須大大提高農作物產量。但是，怎樣才能達到這個目的呢?一個重要的手段，就是必須科學地利用光。就拿一塊小麥田來說吧，播種前用激光處理種子，麥苗出得一定比別的麥田齊得多，受春寒和雜草的危害也會小得多。小麥生長期再用激光照射，就不會得病，成熟時間會提前，而且產量也能提高。

從火到化學殺蟲除莠劑

人類耕種土地大約已有兩萬年的歷史了。為了獲得高產，付出了高昂的代價。比如在“火耕”時期，當時森林被燒掉了，田野上堆滿了摻了灰燼的土壤。但是過不了幾年，土壤就會變貧瘠。接著人們又在另一個地方燒出耕地。結果森林面積越來越小。

過了幾千年，先是簡單的木犁取代火，后來又用上了鐵犁。新技術促進了生產，但是，土壤很快受到嚴重侵蝕。這種侵蝕造成的損失是很難計算的。例如，過去北非地區能養活整個羅馬帝國，但是犁使北非大部分變成了沙漠。深耕破壞了土壤的天然結構，使其再也不能抵擋風和春汛的侵蝕。

后來，人們開始使用化肥和化學殺蟲除草劑，并使全世界的農作物產量提高了將近四分之一。可悲的是，在農業上廣泛使用化學制劑造成了嚴重的后果。施放到土壤里的化肥和農藥，被雨水沖刷出來帶到了河湖泊里。例如，在美國和西德一些地區，水體里含的亞硝酸鹽的濃度已經達到人畜無法飲用的地步。此外，化肥進入水里后，使水草瘋長，吸收大量氧氣，導致魚類的死亡。最后，被污染了水流到海洋里，殺死了那里的浮游生物。要知道，這些浮游生物乃是包括人類在內的巨大生物鏈賴以順利生存的重要一環。

那么，在這種情況下不用化肥是否更好呢?不，原來這是不可能的。近年來生物遺傳學家們創造的高產作物品種是直接依靠人工追肥的，沒有人工追肥，那些創紀錄的高產作物甚至連很平凡的收成也達不到。看來人們似乎會陷入無出路的窘境。

光的秘密

萁實，人們早就發現，陽光對植物的生長有很大影響。早在本世紀二十年代，蘇聯科學家科里緬特·季米特里亞捷夫就已強調指出，作物高產的鑰匙不應在田地和土壤中尋找。而應在植物能否高效率地吸收太陽光方面尋找。但是，難題就在于，植物通常只能吸收和在自己的“綠色工廠”里加工3～4%的陽光。當然也有少數情況例外，例如在蘇聯帕米爾的高山植物園里，太陽輻射能比一般地方高好幾倍。在那里能夠見到一棵桿上生長五十個花盤的向日葵，一年結兩次果的蘋果樹，特大的西瓜和重達四公斤的馬鈴薯。那里的植物所吸收的太陽能不是通常的3～4%，而是50%。

看來只要各地的植物都“學會”利用更多的陽光就行了。其實這并不是一件簡單的事。幾百萬年以來，大自然已為每一種植物找到了最適宜的營養量和對陽光的吸收量，直到現在也還未使其改變。當然，天氣和周圍條件是變化的。不過，植物在任何情況下都是努力獲得只為它規定的份額。如果光照不足，它就竭力趨向于太陽；如果陽光照射太強，植物就會卷葉或者死亡。

植物在吸收陽光時還有一個秘密。原來它們對輻射光譜的反應是很有選擇性的，能夠區分出各自所“喜歡”的顏色。例如，洋蔥喜歡橙紅色，小洋蘿卜喜歡藍色，向日葵喜歡的幾乎是紫色光線。在“自己的”光線顏色照射下，植物會很快從冬眠中蘇醒過來，長得比較好，患病也少得多。

“光子追肥”

科學家們用各種激光裝置和不同的功率對植物進行反復多次的試驗，最后發現，當氦氖激光裝置放出的單一紅色光線擊中植物細胞時，細胞里的整個動力反應會提高好幾倍。后來科學家們用這種激光照射糧食。要知道，即使精選出的最好的種子，經過一個冬天也會損耗不少能量，因為種子內部氧化過程一刻也不會停止。種子里的生命過程盡管很緩慢，但卻一直進行著，為維持這個過程，就需要消耗能量。這就是春天種到田里的種子已經變得相當虛弱的原因。在這個時候用激光照射種子正是大好時機。經過激光處理的種子，出的苗又齊又壯，而且產量可提高15%。

沒過多久，生物學家們便把自己的經驗從研究所的試驗田里帶到集體農莊的大田里。于是，“光子追肥”開始在哈薩克斯坦許多農莊里應用起來。現在，照射植物的激光裝置不僅能在小麥田、棉花田和玉米田里看到，而且也能在菜園和溫室里看到。原來，胡蘿卜和洋蔥，黃瓜和西紅柿也喜歡“光肥”。就拿鮮艷多汁、味道鮮美的西紅柿來說吧，在溫室里借助于激光的照射一個星期之內果實就能全部成熟。

（責編：劉倩瑋）