在美丽的西双版纳,三四十米高的橡胶树,枝繁叶茂。可是,遮天蔽日的橡胶林下面,却看不到一种植物。
橡胶作为我国四大天然战略物资之一,经过几十年发展,耗费大量人力、物力和财力,在西双版纳和海南建设了近1000万亩的橡胶林。
然而,今年初,有媒体报道一碗橡胶水,居然比一瓶矿泉水还便宜,这是为什么?究其原因,作为外来物种,橡胶破坏了生态平衡,造成了青山无绿水,青山无飞鸟的窘境。不仅如此,这里的橡胶质量也不是很高。如何改变?上海应用技术大学理学院邹军团队研发“植物补光系统”,人造“阳光”修复橡胶林生态,改善了橡胶的质量,增加了胶农的收入,将“绿色沙漠”变成了物种丰富的基地。目前,这一技术已申请专利80余项,授权发明专利20项,实用新型35项,外观10项。
【如何给植物补光】
一棵橡胶树有30米至40米高,一般间隔20米至30米种植。橡胶林“遮天蔽日”,但林下却因为土地贫瘠一片荒芜,不长任何东西,为什么?
邹军教授告诉记者,橡胶是高分子植物,因此需要大量吸收水分;又因为是外来物种,没有天敌,没有飞鸟,造成土地贫瘠。这里被称为“绿色沙漠”,看似有绿色植物,但却土地贫瘠。
板结的土地。
如果橡胶树“病”了,怎么办?胶农们只有向40米至50米高的橡胶树喷洒硫磺,但是树冠的病虫灾害却无法解决。向高空喷洒硫磺,不仅造成了空气污染,还导致土地板结。
橡胶林下最大的难题是缺少阳光。“因为阳光全部被橡胶林遮挡了。那么,只要有阳光,就能长植物了。”于是,经过四年的深入调研,上海应用技术大学邹军团队通过精准植物补光控制技术,有效解决了橡胶林下的缺光问题,使得林下植物生长超过林外植物生长的速度和质量。
生病的橡胶树。
白天,远看橡胶林,紫色的灯光在橡胶林下若隐若现。为什么植物补光系统是紫色的?邹军教授告诉记者,植物的树叶之所以看起来是绿色的,并不是因为植物吸收绿色,而是因为植物反射绿色。为此,在植物补光系统中,要精准地把光谱中的绿色去掉,保留蓝光、红光,再按一定比例搭配,因此肉眼看起来是紫光。这其中,最重要的就是三个因素:光质、光强、光周期。而且,一天当中不同时段的光照强度都不同,需要变化着调节补光,甚至还要设计休息时间。“仿佛就是一个人造‘小太阳’,有日升日落,光照强度随之而变。”
刚架设好的植物补光系统。
【再造一个生态林】
光照问题解决了,但是,橡胶林下种植什么好呢?经过多方调研,依据“两排橡胶树间距超过20米”这一特点,邹军团队决定在这个空地上开垦种植云南特有的魔芋。
为什么选择魔芋?它是一年生植物,到冬季天气寒冷时便自然枯萎,但是在西双版纳,由于四季如春、气候宜人,魔芋在这里变成了多年生植物。魔芋,除了有食用的价值,还可以在工业上当润滑剂使用,种植魔芋一年一亩地的产值大约有7000多元。对于土壤,魔芋还有固氮的作用,种植魔芋的土地会越种越肥,从而减少人工施肥,保护土壤生态。
橡胶林下种植魔芋。
植物补光系统有3米高,而魔芋林一般在1.2米至1.5米左右,利用云南优质的太阳能资源,对植物补光灯进行补充电能。白天,对林下植物——魔芋林进行补光;晚上,把灯光打到橡胶树叶上,这里虫子很多,因为虫都有趋光性,靠灯光把成虫吸引过来,被诱捕的虫子掉到地上,供魔芋下养殖的本地鸡食用。
橡胶林的害虫给本地鸡补充了充分的营养,增强了本地鸡的体质,提高了其品质。每亩地成活率超过50只,可实现每亩5000元的收益。再加上种植魔芋林每亩地7000多元的收入,每亩地总产值可超万元。这不仅产生经济效益,由于修复了被破坏的生态系统,橡胶林虫害减少,不用喷洒大量药物,橡胶质量提高,价格上升,甚至可达到军用标准。
这一沪滇合作项目——植物补光技术在橡胶林形成了立体种养殖模式,自然形成了一个生态系统,改善了橡胶的质量,增加了胶农的收入,将“绿色沙漠”变成了物种丰富的基地。
这种补光系统,并不仅仅用在西双版纳,还能根据环境需求进行调整。在上海奉贤海湾村,自从安装了LED灯后,周围的黄瓜、西红柿、水稻不结果实,减产不少。根据当地农民迫切希望解决这一问题的需求,邹军团队设计研发出一款全光谱路灯,它既能照明,又有补光的作用。邹军团队借助自己的创新专利对路灯光源进行改造,巧妙地添加了植物补光功能,最高可让道路两旁的农作物增产增收15%以上。插上了“高科技”的翅膀,海湾村一下子突破重围,成功入选2020年度“上海市美丽乡村示范村”。