向二氧化碳要粮食

2020-09-28 07:11小琴
学与玩 2020年9期
关键词:薄膜光合作用二氧化碳

小琴

20世纪80年代初,南斯拉夫的一个集体农庄里发生了一件奇怪的事:同样的庄稼,有一块地长得异常茂盛,产量明显高于其他地方!然而,当地农民并没有采取什么特殊的栽培技术。

一时间,大家都觉得这是个谜。消息传到农业科学家那里,他们十分重视,立刻实地进行调查,并很快找到了原因。原来,这片地里有一口油井,经常冒出一股股二氧化碳气流,就是它使农作物生长旺盛、产量倍增。二氧化碳还有这么神奇的力量?

光合作用离不开二氧化碳

我们知道,绿色植物叶片内的叶绿素是一座天然的“绿色工厂”,在阳光的照射下进行光合作用。植物光合作用的原料是水和二氧化碳,而光合作用的产物表现为农作物的产量增加和品质提高。如果大气中的二氧化碳含量增加,将会加快植物的光合作用,使农作物的产量有一定提高,科学上管这叫二氧化碳效应。

科学家测定,绿色植物进行光合作用时吸收的二氧化碳,有80%来自空气,20%来自土壤。但是,在一般情况下,空气和土壤中所提供的二氧化碳,是远远不能满足植物光合作用所需要的。比如,空气中的二氧化碳只能满足需要量的10%。于是,科学家便做了实验:给植物更多二氧化碳,向日葵生长加快,播种52天后,茎可长到181.5厘米,远远高于未施入二氧化碳的向日葵。还有黄瓜、西红柿,施入二氧化碳后,产量提高30%以上;小麦的分蘖(niè)提前并加快,结出的麦粒也更饱满。这说明,满足农作物光合作用所需的二氧化碳,能让农作物的产量大幅度提高。

把“游荡”的二氧化碳收集起来

其实,空气中的二氧化碳含量并不少。只是,它们大多“游荡”在外。怎样把游荡的二氧化碳收集到绿色植物的“加工厂”里来,为人类造福呢?

最初,有人在田间铺设纵横交错的管道,管道上开着一行行细小的喷气口。当向管道压入二氧化碳时,管道中的二氧化碳便被喷洒出来,使作物处于适量的二氧化碳环境中。但是,这种方法成本较高,空气中的二氧化碳也难以收集,无法在生产中推广使用。

后来,科学家研制出一种廉价的超薄透明泡沫薄膜。泡沫的结构非常脆弱,如何防止薄膜损坏导致二氧化碳泄漏呢?专家们在薄膜里加入一种叫“纳米孔硅基”的材料,以此对薄膜进行加固。

这样一来,薄膜既不会阻挡阳光,又能收集空气中的二氧化碳。把薄膜覆盖在农作物上,大面积试验的结果,可以使不同的作物增产20~30%,同时对气候变暖也起到了一定的缓解作用。

创造出更多的二氧化碳

“捕捉”空氣中的二氧化碳虽然有用,但还远远不够。有没有什么办法能“创造”出更多的二氧化碳为我们所用呢?

近年来,一些国家在农业生产上,采用先进的二氧化碳气肥来供应植物需求,例如增加有机燃料、释放干冰,还有的利用化学反应等方法。目前,我国北方在蔬菜栽培中,大多采用化学反应——用碳酸氢钠与硫酸在简易的容器里产生二氧化碳,然后通过管道排放到塑料大棚内。这种方法成本较低,容易控制二氧化碳的浓度。

那么,二氧化碳在什么情况下工作呢?这就要根据植物的生长状态而定了。一般情况下,二氧化碳对培育壮苗有明显作用,冬季由于气温低,土壤中的微生物有机质释放较少,此时增施二氧化碳效果明显。另外,增施时间多为晴天日出后。这种情况下,两个小时就可以取得很好的成效了。

现在,小读者感到二氧化碳的神奇力量了吧!随着科学技术的迅猛发展,更多、更好的二氧化碳施用方法将会出现,为人们提供更多的粮食、菜蔬。

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