用光作肥料

文 陶诗秀 摄 刘新叶

用光作肥料

Light as a Fertilizer

文 陶诗秀 摄 刘新叶

至上世纪末，全世界平均每人占有的耕地面积已由0.4公顷减少到0.2公顷。这就是说，人类要养活自己，必须大大提高农作物产量。但是，怎样才能达到这个目的呢?一个重要的手段，就是必须科学地利用光。就拿一块小麦田来说吧，播种前用激光处理种子，麦苗出得一定比别的麦田齐得多，受春寒和杂草的危害也会小得多。小麦生长期再用激光照射，就不会得病，成熟时间会提前，而且产量也能提高。

从火到化学杀虫除莠剂

人类耕种土地大约已有两万年的历史了。为了获得高产，付出了高昂的代价。比如在“火耕”时期，当时森林被烧掉了，田野上堆满了掺了灰烬的土壤。但是过不了几年，土壤就会变贫瘠。接着人们又在另一个地方烧出耕地。结果森林面积越来越小。

过了几千年，先是简单的木犁取代火，后来又用上了铁犁。新技术促进了生产，但是，土壤很快受到严重侵蚀。这种侵蚀造成的损失是很难计算的。例如，过去北非地区能养活整个罗马帝国，但是犁使北非大部分变成了沙漠。深耕破坏了土壤的天然结构，使其再也不能抵挡风和春汛的侵蚀。

后来，人们开始使用化肥和化学杀虫除草剂，并使全世界的农作物产量提高了将近四分之一。可悲的是，在农业上广泛使用化学制剂造成了严重的后果。施放到土壤里的化肥和农药，被雨水冲刷出来带到了河湖泊里。例如，在美国和西德一些地区，水体里含的亚硝酸盐的浓度已经达到人畜无法饮用的地步。此外，化肥进入水里后，使水草疯长，吸收大量氧气，导致鱼类的死亡。最后，被污染了水流到海洋里，杀死了那里的浮游生物。要知道，这些浮游生物乃是包括人类在内的巨大生物链赖以顺利生存的重要一环。

那么，在这种情况下不用化肥是否更好呢?不，原来这是不可能的。近年来生物遗传学家们创造的高产作物品种是直接依靠人工追肥的，没有人工追肥，那些创纪录的高产作物甚至连很平凡的收成也达不到。看来人们似乎会陷入无出路的窘境。

光的秘密

萁实，人们早就发现，阳光对植物的生长有很大影响。早在本世纪二十年代，苏联科学家科里缅特·季米特里亚捷夫就已强调指出，作物高产的钥匙不应在田地和土壤中寻找。而应在植物能否高效率地吸收太阳光方面寻找。但是，难题就在于，植物通常只能吸收和在自己的“绿色工厂”里加工3～4%的阳光。当然也有少数情况例外，例如在苏联帕米尔的高山植物园里，太阳辐射能比一般地方高好几倍。在那里能够见到一棵杆上生长五十个花盘的向日葵，一年结两次果的苹果树，特大的西瓜和重达四公斤的马铃薯。那里的植物所吸收的太阳能不是通常的3～4%，而是50%。

看来只要各地的植物都“学会”利用更多的阳光就行了。其实这并不是一件简单的事。几百万年以来，大自然已为每一种植物找到了最适宜的营养量和对阳光的吸收量，直到现在也还未使其改变。当然，天气和周围条件是变化的。不过，植物在任何情况下都是努力获得只为它规定的份额。如果光照不足，它就竭力趋向于太阳；如果阳光照射太强，植物就会卷叶或者死亡。

植物在吸收阳光时还有一个秘密。原来它们对辐射光谱的反应是很有选择性的，能够区分出各自所“喜欢”的颜色。例如，洋葱喜欢橙红色，小洋萝卜喜欢蓝色，向日葵喜欢的几乎是紫色光线。在“自己的”光线颜色照射下，植物会很快从冬眠中苏醒过来，长得比较好，患病也少得多。

“光子追肥”

科学家们用各种激光装置和不同的功率对植物进行反复多次的试验，最后发现，当氦氖激光装置放出的单一红色光线击中植物细胞时，细胞里的整个动力反应会提高好几倍。后来科学家们用这种激光照射粮食。要知道，即使精选出的最好的种子，经过一个冬天也会损耗不少能量，因为种子内部氧化过程一刻也不会停止。种子里的生命过程尽管很缓慢，但却一直进行着，为维持这个过程，就需要消耗能量。这就是春天种到田里的种子已经变得相当虚弱的原因。在这个时候用激光照射种子正是大好时机。经过激光处理的种子，出的苗又齐又壮，而且产量可提高15%。

没过多久，生物学家们便把自己的经验从研究所的试验田里带到集体农庄的大田里。于是，“光子追肥”开始在哈萨克斯坦许多农庄里应用起来。现在，照射植物的激光装置不仅能在小麦田、棉花田和玉米田里看到，而且也能在菜园和温室里看到。原来，胡萝卜和洋葱，黄瓜和西红柿也喜欢“光肥”。就拿鲜艳多汁、味道鲜美的西红柿来说吧，在温室里借助于激光的照射一个星期之内果实就能全部成熟。

（责编：刘倩玮）