未來可以把蔬菜種到火星上嗎？
想象一下，在一片沒有土壤，甚至沒有陽光的地方，植物依然能茁壯成長，這并不是科幻小說里的場景，而是現(xiàn)代科技帶給我們的奇跡——植物工廠。有了植物工廠，在無人的沙漠、嚴寒的冰川，甚至在遙遠的火星，植物都可以萌芽、生長、開花、結(jié)果……
昨天上午，陽光明媚，浙江省科協(xié)的科學咖啡館內(nèi)座無虛席，氣氛熱烈。湘湖實驗室植物光生物轉(zhuǎn)化團隊的學科帶頭人、博士生導師、國家杰出青年科學基金獲得者林榮呈教授，為我們帶來了精彩的分享《植物的眼睛：揭秘植物工廠背后的科學》，與現(xiàn)場觀眾展開了一場別開生面的科學對話。
植物也有“眼睛”
能看見人眼看不見的光
“植物有眼睛嗎？”活動一開始，林榮呈就拋出了這個問題，臺下的孩子們爭先恐后地回答：“有！”
林榮呈微笑著點頭，接著解釋道：“我們?nèi)祟惖难劬镉幸粋�視網(wǎng)膜，上面分布著大量的特殊細胞，叫光受體細胞。而在植物體內(nèi)，也有特殊的光受體細胞，這些受體分布在植物全身，不像我們?nèi)说墓馐荏w主要就在我們的眼睛里面。這就是植物的‘眼睛’，它可以幫助植物來感知光線，指導它們的生長�！�
植物的行為是怎么樣被光控制的？林榮呈分享了一個我們都很熟悉的現(xiàn)象，“大家都知道向日葵總是朝向太陽，這是因為植物的眼睛‘向光素’驅(qū)動了生長素的作用。”生長素在光照的刺激下，會在莖稈的背光面和向光面之間發(fā)生不均勻分布。隨著一天中太陽位置的變化，向日葵莖稈兩側(cè)生長素的分布也隨之變化，從而引導花盤轉(zhuǎn)向太陽的方向。
向日葵的這一特性還啟發(fā)了工程師們設計出高效的太陽能發(fā)電裝置，這些裝置能夠像向日葵一樣隨太陽移動，確保光線始終垂直于其表面，從而達到高效聚光的目的。
關(guān)于植物和光的關(guān)系，林榮呈舉例道：“在我女兒上小學三年級的時候，我跟她做了一個小小的實驗，她先在錫箔紙上寫上‘王’字，然后把這個‘王’字進行鏤空，把這個錫箔紙再蓋在這片葉片上面，放到太陽下暴曬一個小時，把這個錫箔紙揭開了之后就出現(xiàn)了這樣一個字，所以這個字是我們讓太陽寫上去的。
“那這是為什么呢？因為植物的葉片上面包含著大量的細胞，每個細胞里面又有很多的葉綠體，被錫箔紙蓋住的那部分細胞因為光線是不足的，所以葉綠體就比較均勻地分布在細胞里面，它希望去吸收更充足的陽光。而被陽光直接照射的那部分細胞因為光太強，它這個葉綠體就躲到細胞的兩邊去，所以中間就空出來了，整體就形成了這樣一個淺色的王字。
“植物的葉綠體根據(jù)光線強弱會‘跑來跑去’，而我們?nèi)祟惖募毎蜎]有這樣一種能力，當在太陽光下暴曬的時候，我們的皮膚可就糟糕了�！绷謽s呈打趣道。
未來的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)新方式
為植物量身定制“光配方”
科學家們利用植物的這些特性，發(fā)明了“植物工廠”。
植物也有工廠，很多人可能第一次聽到這個概念。林榮呈告訴大家，“植物工廠是一種全新的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，它無需土壤，不占用耕地，也不使用農(nóng)藥，而是通過精確控制光照、溫度、濕度、二氧化碳和營養(yǎng)液等因素，為植物創(chuàng)造一個理想的生長環(huán)境。”
現(xiàn)場林榮呈給大家播放了一個“植物工廠”相關(guān)的視頻，畫面中，一排排整齊的植物架層層疊疊，猶如一座座綠色的城堡，令人眼前一亮�！斑@個植物工廠的架子上面有六層，實際上可以根據(jù)高度不一樣，達到十幾層，單位面積的產(chǎn)能效率大大提高。”
我們知道，在室外太陽光提供的是一個紅橙黃綠青藍紫全波長的光譜，可是植物的生長并不是所有的光都是等比例需要的，因此在這個封閉的植物工廠里面，怎樣提供給植物最佳的一個生長的光環(huán)境，同時又節(jié)約能源、節(jié)約成本，這就成了一個需要解決的關(guān)鍵問題。
林榮呈團隊在前期的研究基礎(chǔ)上，借助快速發(fā)展的LED技術(shù)，將紅、橙、黃、綠、青、藍、紫光單獨剝離出來，再進行不同的組合，為不同的植物，或者同一個植物不同的生長階段，量身定制最佳的光譜配方�！霸谥参锕S中，我們可以通過調(diào)整光譜配方，為不同的植物提供最適合的生長條件，從而大幅提高作物的產(chǎn)量和質(zhì)量�！绷謽s呈特別提到，這種通過改變光譜配方的定向調(diào)控技術(shù)對藥用植物的生產(chǎn)顯得尤為重要。
把蔬菜種到廚房里
現(xiàn)場還有特殊的生菜“茶歇”
為了讓大家親身體驗植物工廠的成果，林榮呈還帶來了湘湖實驗室的“植物工廠”生產(chǎn)的四種生菜給大家現(xiàn)場品嘗。這些生菜色澤鮮亮，葉片飽滿，看起來格外誘人。孩子們興奮地圍了上來，有的迫不及待地拿起一片生菜，輕輕咬了一口，臉上露出了驚喜的表情�！斑@個菜吃起來有點微甜，水分也比較足！”一個小朋友興奮地分享了自己的感受。
到了互動環(huán)節(jié)，小朋友們更是對“植物工廠”充滿了好奇，紛紛舉手提問�！盎鹦巧系闹参锕S生產(chǎn)的蔬菜水果和地球上的會有什么不同？”“我們吃的這個植物工廠生產(chǎn)的蔬菜和大棚種植的有什么不一樣？”“在植物工廠里，那些開花結(jié)果需要授粉的植物怎么辦呢？”
林榮呈一一給大家解答，“在植物工廠中種植的蔬菜和水果，沒有農(nóng)藥污染，沒有病蟲害，更加安全可靠�？梢哉f是源自大自然又高于大自然�！绷謽s呈總結(jié)道，“小朋友們的問題都非常好，我們國家現(xiàn)在關(guān)于植物工廠的研究起步晚，還有很多問題在等著我們?nèi)ヌ剿��！?span style="display:none">q5R新江南網(wǎng)|江南區(qū)域知名綜合門戶網(wǎng)
關(guān)于植物工廠的未來發(fā)展，林榮呈充滿了期待：“未來，植物工廠將不僅僅局限于城市的大型設施，小型的迷你植物工廠也將進入普通家庭，讓人們可以在廚房里種植新鮮的蔬菜�！倍诳臻g站、極地考察站、海島以及軍艦和潛艇等特殊環(huán)境中，植物工廠更是能為人們提供持續(xù)的食物保障�！盎蛟S有一天，當我們?nèi)祟愄ぷ慊鹦菚r，植物工廠將成為我們生存的重要保障�！�
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