隨著全球人口增長速度嚴重超出地球的給養能力,人類需要尋找一種嶄新的方法,逐步擺脫對陽光的依賴;這種方法既非干預基因,也非向已經浸滿硝酸鹽的土地施放更多的化肥,而是要嘗試在沒有陽光的地方種出莊稼來。
讓植物自由生長
太陽是地球萬物生長的基礎,是人類賴以生存和發展的生命線。沒有太陽,農作物的光合作用就無法進行,人類將無以為食,地球將變得又黑又冷。不過,荷蘭科學家最近研究發現,太陽對於農作物並非有功無過,它在幫助農作物光合作用的同時,也讓農作物耗費了很多自身的能量。眾所週知,農作物之所以呈現出綠色,那是因為它們反射綠光,這意味著這些特定波長的光並不參與光合作用,因此,如果你試圖在綠光照射下讓番茄結出果實,那一定會是“竹籃打水一場空”。研究證實,就在反射綠光的過程中,農作物自身已經被加熱了。熱了, 就要冷卻,不這樣,農作物就會因“高燒”而死亡。不過,對於農作物來説,它們天生就有一套巧妙的冷卻辦法,它們通過根部吸收水,又通過葉子將水分蒸發出去,這樣就避免了“高燒”。但完成這個冷卻過程是有代價的:農作物需要從葉子那裏獲得能量,並作為冷卻的動力而消耗掉。其實,這完全是太陽造成的一種能量浪費,這些用來冷卻自身的能量,可以作為農作物自身生長的能量。
另外,太陽也大大限制了農作物的無限生長。太陽會因季節的變化,使光線的強度産生差異;還會因大氣層的變化而時有時無;還會因地球自轉而每天消失大約12小時……這使得農作物的“光合作用”不能穩定而持續,農作物自身也無法持續地自由生長。
那麼,能否讓農作物離開陽光,在一個人造環境裏,持續且無能量浪費的條件下自由生長呢?對此,荷蘭科學家領導的團隊展開了一項富有想像力的實驗。他們專門研製出了一套室內農業生長系統,可用其他光源代替太陽光來讓植物生長。科學家們表示,用這套系統種植農作物的效率更高,農作物的生長時間更長,且不會受到天氣的影響。他們把一批茄子等作物種植在裝有泥土的可轉動托盤上,這些托盤全被機器人專門護理著,機器人會按照科學家設定的指令,適時給農作物添加養料,並讓農作物沐浴在藍光和紅光下,這樣就能避免植物不必要的升溫,從而給生長留下更多的能量,讓其開花結果。最終,他們獲得了巨大成功!
潛在益處多多
收穫到的農作物猛一看暗淡無光,好像它們是經過基因改造後徹底改變顏色的農作物,或者會讓人感到它們是正在腐爛的農作物——其實都不是。這些農作物的基因還是原來的基因,只是因為它們僅僅沐浴在藍光和紅光下,沒有綠光來供它們反射,所以它們呈現出了灰黑色。雖然它們的色彩不夠亮麗,但它們是真正的營養豐富的“綠色食品”。
值得誇耀的是,“農作物樂園”這種無陽光種植方式大大增加了農作物的生長時間。因為在自然的環境裏,一年之中適合農作物種植和生長的時間只有大約1 500小時左右。而且有時陽光過於猛烈,也不適合植物呼吸生長。而無陽光種植系統,農作物可以一天接受20個小時的光線照射,一天20個小時都在生長。這樣下來,農作物1年有約7 300個小時的生長時間,是依靠自然光生長時間的5倍。生長期大幅度延長的實際表明,在同樣的時間裏,人們可以收穫産量更大的農作物。而且無陽光農作物還可以充分利用空間,在一個空間裏,可以重疊多層種植,這樣,産量又會翻幾番。
當然,高度節水也是這種種植方式的一大亮點,它的耗水量僅為傳統戶外種植的10%。而且,該系統使用的水大部分都會被農作物吸收,其餘蒸發的水還會被收集起來,重新利用。另外可圈可點的是,種植這種農作物的成本並不高,所需的光照,其耗能並不大,因為包括發光二極體等在內的新一代光源,價格低廉,而且耗電量小。許多國家的科學家都認為,這項種植技術的發明,一旦能夠把所種農作物的品種擴大,並把相關技術在世界範圍內推廣開來,必將極大改善世界糧食匱乏的現狀,併為人類提供充足的蔬菜供應。
儘管在黑暗中種出的農作物還存在一些缺陷,但其潛在的利益空間卻很多,産品營養豐富,沒有空氣污染,運輸距離大大縮短,在地球上任何環境都能種植,世界各地的人們一年四季都有新鮮果蔬供應。科學家們認為,不需要太陽光呵護的農業種植未來會成為我們食品的主要來源。
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