高欣昭
长期以来,农家使用的肥料绝大多数是呈固态或液态的有机肥料和化学肥料。诸多实验表明,化学肥料虽然比有机肥料效力大,但是,长期使用将导致土壤变性,造成环境污染。随着科学技术的进步,一些无形的物理肥料粉墨登场,为农业增产作出了极大的贡献。
电
地球是一个巨大的带电体,它的表面空间有一个巨大的电场,一切生物都在这个电场中生长。生物体的每一个细胞都是一个特殊的电池,因此,整株植物不断有微弱电流通过。如果给作物外加一个电场,或者说使作物与大气间的电压增大,作物的光合作用就会加强,作物的生命过程就会加速,果实就会更丰硕。
美国一位植物生理学家做过一个实验:在植物的上方布满铁丝网,将高压直流电源的正极接在铁丝上,电源负极接在地上,把黄瓜、南瓜、西红柿、萝卜、白菜和豆类放在这个高压静电场中。这些蔬菜与不加电场的比较,成熟期缩短了一半,果实重量分别增加了3~5倍。在这个电场中种植棉花,其产量增加了50%,棉花纤维质量也显著提高。
研究人员将稻田通电,人为提高稻田电位差,结果水稻产量增加了50%,灌溉用水减少到原来的1/6。用雷击法可使蘑菇增产20%。将西瓜种子浸泡在75V的稀盐酸溶液中,可使西瓜含糖量增加40%,产量提高10%。
光
有的农业科学家认为,使作物丰收的关键不是土壤,而是其吸收太阳光的能力,即作物利用太阳光进行光合作用,把光能转化为化学能的能力。如何提高作物吸收阳光的能力?科学家经过长期的观察发现,在上午10点钟到下午2点钟,由于大气干燥炎热且紫外线强,小麦的叶片气孔关闭,光合作用处于低谷。为了增加光合作用的时间,人工创造条件,用薄膜遮挡紫外线,使空气湿润,并降低气温。结果,作物光合作用的速率显著增加,产量大幅度提高。
经过反复实验,人们还发现:并不是所有色光对作物的作用都相同,特殊波长的光会对植物产生特定的刺激。比如,波长为390~410nm的紫光可加速叶绿体运动;波长为600~700nm的红光可增强叶绿素的光合作用;波长为500~650nm的绿光会被叶绿体反射和透射,使光合作用下降。农业科学家还发现,作物对阳光的吸收具有选择性,有的喜欢这种色光,有的喜欢那种色光。用红色激光照射豆角,豆角的基因会发生变化,变成新的品种:果实变大,8个豆角就有0.5公斤,亩产可达3 000公斤,营养成分高于其他豆角且春夏秋3季均可种植。用红橙色光照射黄瓜和西红柿,可使其果实成熟期提早两个月,产量增加2倍,且果实中的糖分、维生素和微量元素含量明显提高。用黄光照射芹菜,可使其茎粗叶大,纤维含量大大减少,增产25%~28%。用粉红色光照射草莓、西红柿和辣椒,能使其显著增产。用紫光照射茄子,可使其果实既多又大。用蓝紫色光照射小麦,可使之生长旺盛,蛋白质含量显著提高。用蓝紫色薄膜进行水稻育秧,可使其叶绿素、氮素和磷酸的含量增加,还可有效防止秧苗黄化,使之移栽后的分蘖数提高20%,在寒冷地区可起到稳定高产的作用。绿色光有助于消灭杂草,银色光能防治蔬菜瓜果的病虫害。
磁
地球上的一切作物都生长在磁场中,一旦离开磁场,作物就会枯萎、死亡。研究人员发现,如果给农作物外加一个一定强度的磁场,农作物的光合作用会增强,从而促进生长。灌溉水经过0.3T的磁场处理,由于洛伦磁力的作用,大的水分子团变为小分子团,易于作物吸收,磁化水能使作物获得高产。如果将煤渣磨细,经过磁场处理后再施到农田里,以磁代肥,也可以加快作物生长,获得高产。在农作物根部施用掺了永磁微粉的化肥磁化水,茄果蔬菜产量可提高25%~30%。
声
声波携带能量,作物吸收声波能量后细胞活力增强,细胞分裂加速,生长发育得到促进。频率不同的声波会对作物产生不同的剌激。优美的乐曲可以调节作物的新陈代谢,促进作物生长;尖锐的噪音会抑制作物生长。印度人做过这样一个实验:每天给凤仙花听25分钟优美动听的乐曲,15周后发现,这些凤仙花长得更快,花朵更艳丽,花期更长。还有实验证实:优美的乐曲可使水稻增产25%~60%,可使花生增产50%。法国人每天为西红柿播放3小时的音乐,西红柿的果实重达2kg;给卷心菜听音乐,产量可达27kg。俄罗斯人每天为温室中的蔬菜播放两次音乐,蔬菜产量增加了2~3倍。
超声波频率高、能量大,能软化植物表皮,使细胞膜的透性增大,促进植物细胞内部物质的氧化、还原、分解和合成,增加农作物的产量。法国人使用超声波播放器育出的萝卜比普通的萝卜大2倍。英国人用超声波育出了足球大的红薯和直径0.6m的蘑菇。我国用超声波处理小麦种子,提高了小麦种子的发芽率和出苗率,缩短了其生长发育周期,使之增产10%。
气
光合作用是植物最基本的物质代谢和能量代谢,是利用光能把无机物合成有机物的生理作用,为植物提供有机物和能量。二氧化碳是植物光合作用必不可少的原料,在一定范围内,二氧化碳的浓度越高,植物光合作用越强。因此,二氧化碳是农作物的气肥。美国人通过研究发现,在农作物的生长旺盛期和成熟期使用二氧化碳效果最好。在这两个时期每周喷射数次二氧化碳,可使蔬菜增产90%,使水稻增产70%,使大豆增产60%,使高梁增产200%。德国人发现,凡是有地下天然气冒出来的地方,植物生长都特别茂盛。由此他们想到将液化天然气通过专门的管道送入土壤,效果很好。原因是天然气中的甲烷能帮助土壤中的微生物繁殖,这些微生物能改善土壤结构,帮助植物吸收营养物质。其他气体是否也能做肥料呢?这须要进一步研究。
除上述5种物理肥料以外,人们还发现,用“沸石”为原料生产的一种土壤改良剂可以疏松土壤,增强土壤的保肥能力,提高土壤中阳离子的交换性能,有利于农作物发育,使农作物根系强壮、根量增多,从而获得增产效果。
总之,电、光、磁、声等物理能量都可以不同程度地起到肥料的作用。物理肥料无污染,能增产,因而受到各国植物生理学家的密切关注和高度重视。随着科学技术的发展,对物理肥料的开发和应用,必将呈现出繁荣的景象。