火星種菜不是夢

侯立順

總部設(shè)在荷蘭的“火星一號”組織，計劃在2023年將2男2女4名地球人送往火星，成為這顆“紅色星球”的第一批永久移民。俗話說，兵馬未動，糧草先行。在這顆紫外線輻射數(shù)十億年冰封的干燥行星上，平均氣溫只有-75℃。要想生存下來，吃飯是首要解決的大問題。

讓植物在室內(nèi)豐收

到了火星宇航員肯定要自己生產(chǎn)食物，自己在室內(nèi)種植食用農(nóng)作物或?qū)⑹俏磥硪泼窕鹦堑谋厝悔厔荨Ｆ鋵?shí)，荷蘭科學(xué)家早就掌握了在室內(nèi)種植農(nóng)作物這一技術(shù)。現(xiàn)實(shí)中的室內(nèi)植物工廠，一個位于荷蘭的植物工廠，他們已經(jīng)能百分之百控制植物的生長，并且種植完全拋棄了土壤和陽光，而是用特定波長LED燈和營養(yǎng)液。

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。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，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”。但完成這個冷卻過程是有代價的：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，完全可以作為農(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有時無；還會因地球自轉(zhuǎn)而每天消失大約12小時……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。

農(nóng)作物自由生長

那么，能否在一個持續(xù)且無能量浪費(fèi)的人造環(huán)境里，讓農(nóng)作物離開陽光自由生長呢？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“農(nóng)作物樂園”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。科學(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！

猛一看，收獲到的農(nóng)作物暗淡無光，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”。

未來會很流行

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)作物的生長時間。因?yàn)樵谧匀坏沫h(huán)境里，一年之中適合種植和生長的時間只有大約1500小時。而且有時陽光過于猛烈，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個小時的光線照射，一天20個小時都在生長。這樣下來，農(nóng)作物1年有約7300個小時的生長時間，是依靠自然光生長時間的5倍。生長期的大幅度延長實(shí)際表明，在同樣的時間里，人們可以收獲產(chǎn)量更大的農(nóng)作物。實(shí)驗(yàn)是在1000平方米的區(qū)域里進(jìn)行的，一年下來，種植出了50萬千克，200萬袋蔬菜。這也相當(dāng)于每平方米產(chǎn)量就達(dá)到500多千克。如果一個家庭每周買5袋蔬菜，那么，這1000平方米的空間就能滿足2萬戶家庭對蔬菜的需求。而且無陽光農(nóng)作物還可以充分利用空間，在一個空間里，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%。

另外可圈可點(diǎn)的是，該系統(tǒng)使用的水大部分都會被農(nóng)作物吸收，其余被蒸發(fā)的水分還會被收集起來，重新利用。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)很豐富，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)。科學(xué)家們認(rèn)為，不需要太陽光呵護(hù)的農(nóng)業(yè)種植未來也將會成為火星食品的主要來源。