用光作肥料

文 陶詩(shī)秀 攝 劉新葉

用光作肥料

Light as a Fertilizer

文 陶詩(shī)秀 攝 劉新葉

至上世紀(jì)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(shuō)，人類(lèi)要養(yǎng)活自己，必須大大提高農(nóng)作物產(chǎn)量。但是，怎樣才能達(dá)到這個(gè)目的呢?一個(gè)重要的手段，就是必須科學(xué)地利用光。就拿一塊小麥田來(lái)說(shuō)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(huì)小得多。小麥生長(zhǎng)期再用激光照射，就不會(huì)得病，成熟時(shí)間會(huì)提前，而且產(chǎn)量也能提高。

從火到化學(xué)殺蟲(chóng)除莠劑

人類(lèi)耕種土地大約已有兩萬(wàn)年的歷史了。為了獲得高產(chǎn)，付出了高昂的代價(jià)。比如在“火耕”時(shí)期，當(dāng)時(shí)森林被燒掉了，田野上堆滿了摻了灰燼的土壤。但是過(guò)不了幾年，土壤就會(huì)變貧瘠。接著人們又在另一個(gè)地方燒出耕地。結(jié)果森林面積越來(lái)越小。

過(guò)了幾千年，先是簡(jiǎn)單的木犁取代火，后來(lái)又用上了鐵犁。新技術(shù)促進(jìn)了生產(chǎn)，但是，土壤很快受到嚴(yán)重侵蝕。這種侵蝕造成的損失是很難計(jì)算的。例如，過(guò)去北非地區(qū)能養(yǎng)活整個(gè)羅馬帝國(guó)，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(jié)構(gòu)，使其再也不能抵擋風(fēng)和春汛的侵蝕。

后來(lái)，人們開(kāi)始使用化肥和化學(xué)殺蟲(chóng)除草劑，并使全世界的農(nóng)作物產(chǎn)量提高了將近四分之一。可悲的是，在農(nóng)業(yè)上廣泛使用化學(xué)制劑造成了嚴(yán)重的后果。施放到土壤里的化肥和農(nóng)藥，被雨水沖刷出來(lái)帶到了河湖泊里。例如，在美國(guó)和西德一些地區(qū)，水體里含的亞硝酸鹽的濃度已經(jīng)達(dá)到人畜無(wú)法飲用的地步。此外，化肥進(jìn)入水里后，使水草瘋長(zhǎng)，吸收大量氧氣，導(dǎo)致魚(yú)類(lèi)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(lèi)在內(nèi)的巨大生物鏈賴(lài)以順利生存的重要一環(huán)。

那么，在這種情況下不用化肥是否更好呢?不，原來(lái)這是不可能的。近年來(lái)生物遺傳學(xué)家們創(chuàng)造的高產(chǎn)作物品種是直接依靠人工追肥的，沒(méi)有人工追肥，那些創(chuàng)紀(jì)錄的高產(chǎn)作物甚至連很平凡的收成也達(dá)不到。看來(lái)人們似乎會(huì)陷入無(wú)出路的窘境。

光的秘密

萁實(shí)，人們?cè)缇桶l(fā)現(xiàn)，陽(yáng)光對(duì)植物的生長(zhǎng)有很大影響。早在本世紀(jì)二十年代，蘇聯(lián)科學(xué)家科里緬特·季米特里亞捷夫就已強(qiáng)調(diào)指出，作物高產(chǎn)的鑰匙不應(yīng)在田地和土壤中尋找。而應(yīng)在植物能否高效率地吸收太陽(yáng)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(yáng)光。當(dāng)然也有少數(shù)情況例外，例如在蘇聯(lián)帕米爾的高山植物園里，太陽(yáng)輻射能比一般地方高好幾倍。在那里能夠見(jiàn)到一棵桿上生長(zhǎng)五十個(gè)花盤(pán)的向日葵，一年結(jié)兩次果的蘋(píng)果樹(shù)，特大的西瓜和重達(dá)四公斤的馬鈴薯。那里的植物所吸收的太陽(yáng)能不是通常的3～4%，而是50%。

看來(lái)只要各地的植物都“學(xué)會(huì)”利用更多的陽(yáng)光就行了。其實(shí)這并不是一件簡(jiǎn)單的事。幾百萬(wàn)年以來(lái)，大自然已為每一種植物找到了最適宜的營(yíng)養(yǎng)量和對(duì)陽(yáng)光的吸收量，直到現(xiàn)在也還未使其改變。當(dāng)然，天氣和周?chē)鷹l件是變化的。不過(guò)，植物在任何情況下都是努力獲得只為它規(guī)定的份額。如果光照不足，它就竭力趨向于太陽(yáng)；如果陽(yáng)光照射太強(qiáng)，植物就會(huì)卷葉或者死亡。

植物在吸收陽(yáng)光時(shí)還有一個(gè)秘密。原來(lái)它們對(duì)輻射光譜的反應(yīng)是很有選擇性的，能夠區(qū)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(lán)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(huì)很快從冬眠中蘇醒過(guò)來(lái)，長(zhǎng)得比較好，患病也少得多。

“光子追肥”

科學(xué)家們用各種激光裝置和不同的功率對(duì)植物進(jìn)行反復(fù)多次的試驗(yàn)，最后發(fā)現(xiàn)，當(dāng)氦氖激光裝置放出的單一紅色光線擊中植物細(xì)胞時(shí)，細(xì)胞里的整個(gè)動(dòng)力反應(yīng)會(huì)提高好幾倍。后來(lái)科學(xué)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(jīng)過(guò)一個(gè)冬天也會(huì)損耗不少能量，因?yàn)榉N子內(nèi)部氧化過(guò)程一刻也不會(huì)停止。種子里的生命過(guò)程盡管很緩慢，但卻一直進(jìn)行著，為維持這個(gè)過(guò)程，就需要消耗能量。這就是春天種到田里的種子已經(jīng)變得相當(dāng)虛弱的原因。在這個(gè)時(shí)候用激光照射種子正是大好時(shí)機(jī)。經(jīng)過(guò)激光處理的種子，出的苗又齊又壯，而且產(chǎn)量可提高15%。

沒(méi)過(guò)多久，生物學(xué)家們便把自己的經(jīng)驗(yàn)從研究所的試驗(yàn)田里帶到集體農(nóng)莊的大田里。于是，“光子追肥”開(kāi)始在哈薩克斯坦許多農(nóng)莊里應(yīng)用起來(lái)。現(xiàn)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(lái)，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(lái)說(shuō)吧，在溫室里借助于激光的照射一個(gè)星期之內(nèi)果實(shí)就能全部成熟。

（責(zé)編：劉倩瑋）