阳光农业与能量革命
作者：那中元
(2001年7月21日发表于《科学时报》)
摘要：能量应用革命是人类进步与辉煌的根本，二十一世纪人类能否持续辉煌，取决于能否使能量应用再次革命，“阳光农业”使能量应用再次革命已不是梦想。
主题词：阳光农业 能量革命 可持续发展 GPIT 光合速率大幅提高
人类现代文明的辉煌，起源于能量应用的第一次革命，即以不可再生能源的生化产品为主要能量来源的工业革命及其拓展，波及包括现代农业等几乎所有领域。然而，随着不可再生能源的减少、枯竭和其应用过程中的污染，特别是自然净化很难平衡部分对环境、人类的严重影响，第一次能量革命的辉煌已在对人类可持续发展构成重大危急的觉醒中，渐尽余辉。有远见卓识者已把人类的可持续辉煌的基础——能源，寄托在新的无污染、低成本的农业产品及能源开发上。问题是，农业能否撑起、怎样撑起可作为第二次能量革命的重担？！
农产品的干物质90-96%都来源于光能，特别是植物的众多药用、特用物质均可溯源于高能耗的次生代谢产物。提高农业光能效率从而提高效益已是一个世纪之梦。但过去，仅能把提高光合作用效率利用率作为目标，如以不同作物的空间差、种植时间差等加大叶面积利用系数和延长较大叶面积时间等为主要目标。而不能把提高农业光能效益的光合作用速率作为主要目标。因为按传统理论和实践，光合速率提高之所以难，是因为光合作用系统由核基因和叶绿体基因两类基因的至少上千个基因控制。除种质特性外，冷、热、涝、旱、阴、强光、弱光、紫外光、含氧量、二氧化碳含量、生物侵害等多种环境因素，都是极大影响光合速率降低的重要因子。而提高，特别是大幅度提高光合速率则极困难。现代农业压力选择下的生化产品的高投入高产出，既造成了人类施用化肥使养分水平极大过剩的比能量严重不足，又造成了信息反馈低效和以牺牲次代谢产物为主等一系列不平衡，因此对生物和非生物逆境抗性明显降低；不仅极大地增加了农业污染和成本，也增大了农业风险，还降低了农产品应有品质、风味和效能、甚至使农业产品成为致病隐患。这些农业自身面临的严重问题，不禁使人们对地球主要光能转化业——农业，能否担起第二次能量革命重担忧心重重。
“阳光农业”简言之，就是科学技术在与自然和谐发掘潜力的进步中，以大幅度提高植物光合作用效率内因最重要基础体现的光合作用速率为核心，能以变构动力学特征表达为基础，从而保证相应的信息网络系统激活感知、应答反馈机制及补偿机制持续，不仅能在高偏肥、比能量严重不足的现代农业失衡中，产生高层次的相对新平衡，并在不断自组装新的复合蛋白中产生多种新物质，使抗逆具同时双向表达新功能性状成为可能；不仅使绿色植物不同潜能系统具有表达可能，并在扩大的适应范围，特别是在极限边缘的逆境（生物和非生物）刺激等需要表达时，不仅具表达可能，也具高补偿表达甚至持续表达内因条件，从而扩大了植物生存范围、空间和高效生存时限。在有机农业和现代农业结合的科学管理模式中，可真正实现无污染的高产、高效、优质、多用途、可持续生产。从而达到用“阳光农业”全面高效转化阳光能量的特性，推动第二次能量革命，也拓展植物感知、识控信息的应用和研究，促进人类对自身感知调控信息能力的认识和应用，从持续循环自组装新蛋白和复合蛋白的双向抗逆适应和新功能、新性状重大变异中，找到净化根源和破解基因在内的所有遗传信息应用核心之路。并从大倍数增加的次生代谢产物中，从高层次无害解决农业、人类重大病害和疑难病害开创新路，也为探知其他世界奥秘开创新路。
人类现在用工业有污染生产的所有化工产品在植物次生代谢中都可以找到，并且种类远远多出人类能生产品种若干几何倍数。只不过自然状况中的次生代谢产物产量极微，而阳光农业则可极大地改变这种情况，从而在新世纪为人类不但能使传统农业和现代化农业结合产生一系列深刻的持续革命，并可承担起“阳光经济”所需多用途产物基础重担，开创并奠定最坚实的农业、农化新兴途径。
“阳光农业”已不是理想，其萌芽于十多年前，并于1994年就已经进入可应用阶段。当时，由于无研究资金、设备、仪器，无法检测光合速率大幅度提高的具体数值。但从同一作物能产生原不具备的综合双向抗逆性和速生、早熟、高产、优质等特性，我们就断言，这一效果、核心必是来自光合作用效率，特别是来自光合作用速率的大幅度提高。后经中科院昆明植物所、山东农业大学、东北大学、甘肃榆中绿保科技示范中心等单位在当地不同时期、不同作物上用仪器检测，均证明了GPIT能使作物光合速率可比对照提高50-409%的事实。在中国28个省市的正确应用均可证明：光合速率大幅度提高为核心的作物可产生一系列优良性状（人类需求）连续表达的可能。特别是在适度逆境下（除缺水以外的几乎所有逆境），充足的能量和次生代谢产物的可及时、持续供给性，使敏感应激补偿能力可超常发挥产生一系列奇迹。
如：喜温喜热蔬菜几乎都能耐-3℃冻害，而又同时具备人工持续供给高CO2浓度下的38-40℃高温不凋萎，那么其他所有非生物逆境的双向高抗机理都已可一脉相通了；能够使菊科花卉一梗双花、三花，能使黄瓜每节分化3-6个，可保证成商品瓜2-3个，拉萨普通玉米可一株8穗等，还有什么高产、早熟、高效固氮、节肥等机制不尽在其中呢？能够使逆境下的抗虫棉抗虫，能够使集中栽培郁金香杀死全部敢犯潜叶蝇成虫，能够使玉米、水稻等可控超敏细胞程序化死亡且相当程度可逆，那么一切高抗病虫害表达与种质的次生代谢产物潜性功能发挥机理不也可其中尽数了吗？
当然，“阳光农业”中变构动学特征与水势的新平衡要求，对信息敏感从而对有毒有害物质的敏感，抗性提高机制及维持与对光照的依赖性等，都是管理中需高度引起重视的新问题，不过也都是可合理解决的问题。
“阳光农业”是一场能最广泛高效利用阳光平衡CO2为核心的能量革命，从而可引起信息、生物科学、化工生产等一系列领域革命，因此还有更广泛、更深刻的新奇迹等待我们在扩大和深入应用研究中发现和认识，以便更快更好地无害持续造福人类，让我们为了人类的今天和永远的明天，加速认识和应用“阳光农业”造福人类的进程吧！
参考文献：《阳光经济》————Hermann•Scheer（作者：诺贝尔特别奖获得者）