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相遇在植物工厂

2017-03-07

科普创作 2017年2期
关键词:工厂蔬菜植物

我随未来事务管理局参观中科三安植物工厂,参加记者会、查看销售现场,并多次试吃,感触颇多。

当我发现它时,它刚刚突破层层的包衣,伸出两片嫩叶,第一次张望世界。

隔着一大面玻璃,我几乎看到了它的未来。在15天内,它将长大到不得不被分栽,然后再花上20天,快速成长到足够端上餐桌的程度。

如果晚来30天,也许我手上这片菜叶就是它的一部分。又或许在超市的货架上,我发现它包裹在塑料包装里的身影和那近乎完美的标签。但那时候,高昂的价格会让收入微薄的我犹豫是否完成这场相遇。

效率和标准的工业化,这就是我对植物工厂的第一印象。在这里,几乎一切变量都可以被控制——水、空气、营养、风向、温度甚至光,不使用基因技术,不依赖肥沃的土地,也不需要阳光或者多变的气候,它们的生命历程将周而复始,在调控下安全重复。35天,一粒微小的种子就能蜕变成一株成熟的蔬菜。但实际上对工厂来说,一批蔬菜的成熟周期其实只有20天,因为分栽前的幼苗占地极小,并不占用真正的生产空间。

也许一开始,我曾经把植物工厂和早就成熟的水培技术混为一谈。但听到解说后,我才明白,根本的革命性在于,它甚至不需要任何阳光。因为蔬菜上方的发光二极管(LED)灯光会提供蔬菜想要的一切光。LED是直接将电能转化为光能的新一代照明光源,灯光炫目瑰丽,甚至有点微凉,较低的温度保证它有更长的工作寿命,也减少热能能耗,更加节能。

不同的光有不同的作用,比如,有的专门提供光合作用的能量,而有的专门诱导生长、固定形态。植物对蓝紫光(波长为400~510mm)、红橙光(波长为610~720mm)和远红光(波长为720~780mm)反应最为敏感。红光能显著提高地上生物量,蓝光能矮化植物,提高生菜维生素C和粗蛋白质含量,通过不同的组合方式,可以达到不同的控制效果。

阳光的作用也像血液或者空气一样被分解开来,每一部分的作用是什么,一清二楚。我怀着敬畏,小心地组织赞美之词。想象一下,未来的地球就算被核战争或者陨石的尘埃包围,寸光难入,少数人类也能躲在有能源的地方,依靠植物工厂制造新鲜的食物,安然度过前期的危机。

我无比珍惜这场相遇,手中的菜叶晶莹剔透。我蘸上酱料,把生菜叶塞进嘴里,创造这次相遇的最近距离,想知道从植物工厂出产的蔬菜究竟有何不同。作为生菜,它和外面的同类们殊途同归。

口感很清脆。研发团队解释,这是品种和特殊培育的结果,毕竟口感是很重要的。当然,不仅仅只是口感,如果在调控上加一些其他的措施,还可能培养出特殊定制的蔬菜,比如适合肾病病人食用的低钾蔬菜。钾在植物中的生理作用分为专性生理和非专性生理功能。专性生理功能如信使核糖核酸翻译、蛋白质合成控制、稳定酶构象、蛋白变构调节等,这些是无法替代的。非专性生理功能主要是调节细胞水势和膨压,这些功能可以通过增加钠离子含量有效替代。

使用同样的方法,研发团队能够种植一些药用植物,通过调控生长,增加植物代谢中次生物质的产生,而这些次生物质往往是主要有效成分。

当植物的很多表型可以通过后天外部条件被调控时,我突然开始幻想更加基础的研究领域,是否能够通过观察植物基因的表达,探究更多生命的奥义。又或许,会有无聊而浪漫的科学家利用调控制造出同基因下最大的植株,探究基因能力的疆界。但我的面前,只有成熟的工业化技术以及广大的园区,更多研究在我们不知道的地方进行着,只是偶尔亮出声音,震惊一下还沉醉于田园时代的我们。

但传统农业的田园时代已经过去了。原始的小农生产方式早就不适合现在,大机械化的农场生产势在必行,将成为主要的粮食生产方式。但现阶段农业工业化不足,自然条件限制严重,控制不够精准,即使能保证自然栽种,也无法保证水源、粪肥乃至空气是否已被污染,等于在表征安全的数值前面乘了好多个未知项。当有机蔬菜被作为标签来使用时,食品安全问题已经很严重了。而植物工厂这类设施农业通过精准控制,杜绝污染,是机械化生产的有效补充。

我开始审视这场相遇,对于人类的意义究竟如何?对于更多具体的、从事各行各业的人们又意味着什么?在介绍会上,随行的记者们七嘴八舌,提出很多尖刻的问题,从食品安全一直到农民生计。面对大家的担忧和不信任,植物工厂研究院李绍华院长涨红了脸,仿佛挥舞着并不存在的旗帜,慷慨激昂,摆事实、讲道理,生怕产生误解。

我相信这一刻,远比面对无数的研究课题更加让他紧张。时代崇尚自然,对任何人类技术都用最大的放大镜去审视,找不到缺陷才是怪事。如果成本过高肯定会胎死腹中,如果有安全疑虑必然广受诟病,如果让太多人失业也会被抨击……对于相信常识的人们来讲,信任一项陌生的技术实在是太困难了。

信任是很复杂的问题。比如,洗水果的问题——虽然我们都知道自来水不能直接喝,但是用自来水洗过的水果直接吃进嘴里毫无问题。用自来水冲洗水果是常识,人们一直都信任这样的做法,但从未发现其中微妙的问题。我思考再三,如果不考虑所谓的剂量问题,那常识的逻辑大概是这样的:虽然自来水不太干净,但人们更不信任外面买来的瓜果,谁知道上面是不是打过农药啊。两害取其轻,所以这样的选择顺理成章、心安理得。

图2 进入生产区人员的着装,甚至比生物实验室还严格

同样地,因为更信任千百年来检验下的传统农业,所以我们本能地抵触任何形式的新技术,从早年的植物生长辅助技术到后来的转基因,莫不如此。在归去的大巴车上,一位工作者和我谈论了科普的问题,在十几年前,一些农业技术被《十万个为什么》大力提倡,民间也是一片赞歌,但现在画风却突然一转,仿佛是无良农商的专利。任何技术都有优缺点,需要时间检验,但抓住一个小点进行妖魔化完全不可取。科普,任重道远。

但起码,见识过远超生物实验室消毒规格的我,不会产生那些无聊的怀疑。面对一项新技术,我们看到的应该更远。

中科三安的工作人员表示,沙特对该项目很有兴趣。我仿佛看到了广袤的西北大地,当用水日渐拮据时,植物工厂水资源利用率高的特点带来了一丝光明。也许,人类文明的历史将被改写,农业生产不再全部是气候和土地导向,而是能源导向。

同样地,植物工厂也将影响更多的地方。当初,罐头的发明改变了军事后勤和远洋补给,现在,植物工厂也会改变这些。事实上,箱体式的小型植物工厂早就适合应用于军事以及远洋舰船。而航空方面,微重力条件下的生产研究也在继续进行,在我国拥有空间站的情况下,相关技术肯定会有所突破。我更是想到,日本构想过的海上城市,当不再依赖陆地食物供给后,海洋都市的构想也不再是空想。

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