太空種植不是夢(mèng)

顏士州

科學(xué)的發(fā)展，使科學(xué)家產(chǎn)生了宏偉的設(shè)想：要把植物送到太空中，讓月球變成人類(lèi)的花園和糧倉(cāng)，讓太空變得充滿(mǎn)生機(jī)、一片繁榮。于是科學(xué)家開(kāi)始了太空種植的研究。

失敗的試驗(yàn)

1974年，蘇聯(lián)科學(xué)家發(fā)射了“禮炮4號(hào)”空間站。在“禮炮4號(hào)”空間站上，宇航員播下了小麥的種子。

在宇航員的精心管理下，第一批太空植物——小麥發(fā)芽了，長(zhǎng)出嫩綠的麥苗。與地面上相比，小麥在太空中的發(fā)芽速度要快得多。然而，地面上的麥苗向上長(zhǎng)，太空中的麥苗生長(zhǎng)卻沒(méi)有“目標(biāo)”，有時(shí)向上，有時(shí)向下，有時(shí)向左，有時(shí)向右，長(zhǎng)得像一團(tuán)亂麻；起先長(zhǎng)得很快，15天時(shí)間長(zhǎng)了大約30厘米；以后就漸漸枯黃、死去，沒(méi)有一棵小麥能在太空中抽穗。

太空中播種小麥的試驗(yàn)失敗了。

后來(lái)，科學(xué)家又在“禮炮6號(hào)”空間站上進(jìn)行種植豆角和黃瓜的試驗(yàn)，同樣以失敗告終。

究竟是什么原因，使得植物不能在太空中正常生長(zhǎng)呢？

失策搞的”鬼“

在太空培育植物的試驗(yàn)遭到嚴(yán)重挫折，使地面上的科學(xué)家大失所望。因?yàn)樗麄冊(cè)日J(rèn)為，太空中沒(méi)有黑夜，陽(yáng)光充沛，植物一定能長(zhǎng)得格外茁壯呢。

他們研究失敗的原因，發(fā)現(xiàn)原來(lái)在太空中，有個(gè)看不見(jiàn)、摸不著的家伙在妨礙著植物的生長(zhǎng)，它就是失重。

在地面上，所有的物體都處在重力作用之下。植物長(zhǎng)期在地球上生活，適應(yīng)了地球上的重力作用，形成獨(dú)特的生理功能。

到了太空中，失去重力作用，植物的生理功能就會(huì)受到影響。例如，生長(zhǎng)激素是植物體內(nèi)控制生長(zhǎng)方向的重要物質(zhì)，在地面上，由于重力作用，生長(zhǎng)激素總是匯集在莖的彎曲部位，使莖朝著與地球引力相反的方向生長(zhǎng)。而在失重環(huán)境中，生長(zhǎng)激素不可能匯集在莖的彎曲處。莖失去了正確的生長(zhǎng)方向，結(jié)果，使得植物雜亂無(wú)章地亂長(zhǎng)。這樣要不了多久，植物就會(huì)自行死亡。

失敗的原因找到了，科學(xué)家立刻動(dòng)手尋求解決的方法。

地面上的試驗(yàn)

怎樣克服太空中的失重呢？

最好的辦法是在空間站建立人工重力場(chǎng)，再在重力場(chǎng)中種植物。然而，人工重力場(chǎng)的設(shè)備龐大，造價(jià)昂貴，要在小小空間站上建立，實(shí)在不容易。

于是，又有科學(xué)家想出了新方法：給植物通電。

在地球上，土壤和植物之間存在著明顯的電位差，每時(shí)每刻，土壤中都有電子流通過(guò)植物的根，向著莖和葉梢的方向發(fā)射出去。這種電子流，對(duì)植物體內(nèi)生長(zhǎng)激素的分布也有明顯影響。在太空中，能不能用通電刺激來(lái)抵消失重對(duì)植物產(chǎn)生的影響呢？

科學(xué)家先在地面上做試驗(yàn)。他們?cè)O(shè)計(jì)了一種回轉(zhuǎn)器，在回轉(zhuǎn)器上種上洋蔥，每隔2秒鐘改變一次洋蔥的方向：原先葉子朝上，改變到葉子朝下。這樣，回轉(zhuǎn)器不斷回轉(zhuǎn)，植物就沒(méi)有了“天”“地”之分，模擬了太空中失重的情況。

回轉(zhuǎn)器上種著兩個(gè)洋蔥，一個(gè)通上電流，受到電刺激；一個(gè)不通電流，用來(lái)做對(duì)照。

試驗(yàn)開(kāi)始了。沒(méi)接電源的洋蔥，就像在太空中一樣，第一天就彎曲著生長(zhǎng)；到第四天，它的葉子散亂地生長(zhǎng)，葉梢也彎曲起來(lái)了；到了第六天，洋蔥的葉子開(kāi)始萎縮枯黃，看來(lái)它馬上就要死去。

而那個(gè)受到電刺激的洋蔥，就像長(zhǎng)在菜畦里一樣，綠油油的，長(zhǎng)得挺拔粗壯。兩個(gè)洋蔥形成鮮明對(duì)照。

為了進(jìn)一步驗(yàn)證電刺激的作用，科學(xué)家把電刺激的對(duì)象做了調(diào)換——取消生長(zhǎng)良好的洋蔥的電刺激，把電刺激加在那棵將要死去的洋蔥上。

不到一個(gè)星期，奇跡出現(xiàn)了：那棵快要死去的洋蔥蛻去枯葉，長(zhǎng)出了新鮮綠葉；而原先生長(zhǎng)良好的洋蔥卻葉梢卷曲，停止生長(zhǎng)。

電刺激果然能克服失重對(duì)植物的影響！

在太空中耕耘

用電刺激方法，使得太空種植從設(shè)想變成現(xiàn)實(shí)。

地面試驗(yàn)成功之后不久，蘇聯(lián)科學(xué)家就在太空中栽培洋蔥，結(jié)果收獲了肥大的蔥頭；栽培蘭花，開(kāi)出了美麗的花朵。

后來(lái)，蘇聯(lián)科學(xué)家還做了一個(gè)很有意義的試驗(yàn)：他們?cè)谖鞑麃喴粋€(gè)研究中心的模擬太空實(shí)驗(yàn)室中，把兩位宇航員“鎖”在一艘模擬飛船中?！按摗敝械臈l件和太空中的基本上一樣。這兩位宇航員用種子在“船艙”中成功地種出了谷物和其他莊稼，有些莊稼的產(chǎn)量，竟比在地面上栽培高50倍！這兩位宇航員依靠自己種的糧食和蔬菜，在模擬飛船上生活了好幾個(gè)月時(shí)間！

在太空中栽培植物，這是一門(mén)嶄新的科學(xué)技術(shù)。這里，還有許多奧秘沒(méi)有揭開(kāi)，還有許多難關(guān)沒(méi)有攻破。

比如，科學(xué)家在太空中栽培黃瓜和豆角，運(yùn)用電刺激方法克服失重，使植物長(zhǎng)得很茁壯?？墒牵鼈兙褪遣婚_(kāi)花、不結(jié)果。原因在哪兒？

又比如，有些種類(lèi)的植物在太空中生長(zhǎng)良好，有些種類(lèi)的植物卻長(zhǎng)不好。這是什么原因？究竟哪些植物適合在太空中栽培，這也是正在研究的課題。

我國(guó)的重大突破

隨著“神舟”系列飛船等太空活動(dòng)的增加，我國(guó)目前已經(jīng)將12000顆種子帶上太空。2011年，通過(guò)對(duì)番茄的種植，成功使植物在太空開(kāi)花結(jié)果；2016年到2019年，航天員還對(duì)水稻、擬南芥等植物進(jìn)行了微重力研究，觀察到了這兩種植物生長(zhǎng)的整個(gè)過(guò)程。目前有200個(gè)品種通過(guò)國(guó)家審核。

如今，太空育種的成果已經(jīng)融入我們的生活。通過(guò)航天器送到太空的種子，經(jīng)過(guò)幾代選育，已經(jīng)篩選出許多新品種。

幾十年后，當(dāng)人類(lèi)可以長(zhǎng)期在太空中居留，甚至可以移居太空、移居月球時(shí)，太空植物和人的生態(tài)關(guān)系將會(huì)變得更加重要。