隨著全球人口增長速度嚴(yán)重超出地球的給養(yǎng)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(yù)基因,也非向已經(jīng)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(chǔ),是人類賴以生存和發(fā)展的生命線。沒有太陽,農(nóng)作物的光合作用就無法進(jìn)行,人類將無以為食,地球?qū)⒆兊糜趾谟掷?。不過,荷蘭科學(xué)家最近研究發(fā)現(xiàn),太陽對于農(nóng)作物并非有功無過,它在幫助農(nóng)作物光合作用的同時(shí),也讓農(nóng)作物耗費(fèi)了很多自身的能量。眾所周知,農(nóng)作物之所以呈現(xiàn)出綠色,那是因?yàn)樗鼈兎瓷渚G光,這意味著這些特定波長的光并不參與光合作用,因此,如果你試圖在綠光照射下讓西紅柿結(jié)出果實(shí),那一定會是“竹籃打水一場空”。研究證實(shí),就在反射綠光的過程中,農(nóng)作物自身已經(jīng)被加熱了。熱了, 就要冷卻,不這樣,農(nóng)作物就會因“高燒”而死亡。不過,對于農(nóng)作物來說,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(fā)出去,這樣就避免了“高燒”。但完成這個(gè)冷卻過程是有代價(jià)的:農(nóng)作物需要從葉子那里獲得能量,并作為冷卻的動力而消耗掉。其實(shí),這完全是太陽造成的一種能量浪費(fèi),這些用來冷卻自身的能量,可以作為農(nóng)作物自身生長的能量。
另外,太陽也大大限制了農(nóng)作物的無限生長。太陽會因季節(jié)的變化,使光線的強(qiáng)度產(chǎn)生差異;還會因大氣層的變化而時(shí)有時(shí)無;還會因地球自轉(zhuǎn)而每天消失大約12小時(shí)……這使得農(nóng)作物的“光合作用”不能穩(wěn)定而持續(xù),農(nóng)作物自身也無法持續(xù)地自由生長。
那么,能否讓農(nóng)作物離開陽光,在一個(gè)人造環(huán)境里,持續(xù)且無能量浪費(fèi)的條件下自由生長呢?對此,荷蘭科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)展開了一項(xiàng)富有想象力的實(shí)驗(yàn)。他們專門研制出了一套室內(nèi)農(nóng)業(yè)生長系統(tǒng),可用其他光源代替太陽光來讓植物生長??茖W(xué)家們表示,用這套系統(tǒng)種植農(nóng)作物的效率更高,農(nóng)作物的生長時(shí)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(zhuǎn)動托盤上,這些托盤全被機(jī)器人專門護(hù)理著,機(jī)器人會按照科學(xué)家設(shè)定的指令,適時(shí)給農(nóng)作物添加養(yǎng)料,并讓農(nóng)作物沐浴在藍(lán)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(jié)果。最終,他們獲得了巨大成功!
潛在益處多多
收獲到的農(nóng)作物猛一看暗淡無光,好像它們是經(jīng)過基因改造后徹底改變顏色的農(nóng)作物,或者會讓人感到它們是正在腐爛的農(nóng)作物——其實(shí)都不是。這些農(nóng)作物的基因還是原來的基因,只是因?yàn)樗鼈儍H僅沐浴在藍(lán)光和紅光下,沒有綠光來供它們反射,所以它們呈現(xiàn)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(yǎng)豐富的“綠色食品”。
值得夸耀的是,“農(nóng)作物樂園”這種無陽光種植方式大大增加了農(nóng)作物的生長時(shí)間。因?yàn)樵谧匀坏沫h(huán)境里,一年之中適合農(nóng)作物種植和生長的時(shí)間只有大約1 500小時(shí)左右。而且有時(shí)陽光過于猛烈,也不適合植物呼吸生長。而無陽光種植系統(tǒng),農(nóng)作物可以一天接受20個(gè)小時(shí)的光線照射,一天20個(gè)小時(shí)都在生長。這樣下來,農(nóng)作物1年有約7 300個(gè)小時(shí)的生長時(shí)間,是依靠自然光生長時(shí)間的5倍。生長期大幅度延長的實(shí)際表明,在同樣的時(shí)間里,人們可以收獲產(chǎn)量更大的農(nóng)作物。而且無陽光農(nóng)作物還可以充分利用空間,在一個(gè)空間里,可以重疊多層種植,這樣,產(chǎn)量又會翻幾番。
當(dāng)然,高度節(jié)水也是這種種植方式的一大亮點(diǎn),它的耗水量僅為傳統(tǒng)戶外種植的10%。而且,該系統(tǒng)使用的水大部分都會被農(nóng)作物吸收,其余蒸發(fā)的水還會被收集起來,重新利用。另外可圈可點(diǎn)的是,種植這種農(nóng)作物的成本并不高,所需的光照,其耗能并不大,因?yàn)榘òl(fā)光二極管等在內(nèi)的新一代光源,價(jià)格低廉,而且耗電量小。許多國家的科學(xué)家都認(rèn)為,這項(xiàng)種植技術(shù)的發(fā)明,一旦能夠把所種農(nóng)作物的品種擴(kuò)大,并把相關(guān)技術(shù)在世界范圍內(nèi)推廣開來,必將極大改善世界糧食匱乏的現(xiàn)狀,并為人類提供充足的蔬菜供應(yīng)。
盡管在黑暗中種出的農(nóng)作物還存在一些缺陷,但其潛在的利益空間卻很多,產(chǎn)品營養(yǎng)豐富,沒有空氣污染,運(yùn)輸距離大大縮短,在地球上任何環(huán)境都能種植,世界各地的人們一年四季都有新鮮果蔬供應(yīng)??茖W(xué)家們認(rèn)為,不需要太陽光呵護(hù)的農(nóng)業(yè)種植未來會成為我們食品的主要來源。