到“太空菜園”去種菜

為什么要去太空種菜

你一定好奇，地球面積這么大，我們?yōu)槭裁匆ヌ辗N菜呢？

第一，利用空間實(shí)驗室平臺，可以研究太空微重力等特殊環(huán)境對植物生長發(fā)育等方面的影響。

第二，在太空種植的植物，可以為航天員提供氧氣和水。植物可以通過光合作用吸收航天員產(chǎn)生的二氧化碳，生產(chǎn)氧氣，并在一定程度上凈化密閉的艙室環(huán)境；同時，植物可以為航天員提供新鮮蔬菜、水果，豐富航天員的食譜；此外，通過植物的蒸騰作用，還可凈化密閉系統(tǒng)內(nèi)的水，為航天員補(bǔ)充純凈的水。

第三，植物可為航天員營造良好的生活環(huán)境。航天員通過照料植物可以緩解壓力，調(diào)節(jié)情緒。

太空“種菜”的難點(diǎn)

我們都知道，植物正常生長需要適宜的光照、水分、養(yǎng)分等。在太空“種菜”主要有兩大難點(diǎn)。一是失重環(huán)境下，水很難深入根系里面。因為太空微重力環(huán)境會使植物根系周圍形成一個邊界層，水、氣無法自動分離，植物必須依賴外力才能與周圍環(huán)境進(jìn)行正常的物質(zhì)交換。因此，水分、養(yǎng)分供給技術(shù)是太空植物栽培的關(guān)鍵。二是光照。太空艙內(nèi)沒有太陽光，這讓喜歡光照的植物很難生長。不過，實(shí)驗柜里的人工光源可以為這些植物提供充足的光照。

合適的“土壤”

除了適宜的光照、水分和養(yǎng)分，在太空“種菜”還必須有合適的土壤?？商罩心膬簛淼耐寥滥?？為了解決這個問題，科研人員用人工栽培基質(zhì)代替土壤來種菜。從早期的離子交換樹脂、固態(tài)化瓊脂，到后來的巖棉、蛭石、蒙脫石、人工燒結(jié)的陶粒等基質(zhì)材料，圍繞這些基質(zhì)材料，研究人員研發(fā)了多種適合太空植物生長的水分、養(yǎng)分供應(yīng)系統(tǒng)。此外，研究人員還設(shè)計了一種具備良好的通氣、保肥和導(dǎo)水性能的植物栽培基質(zhì)。

在太空失重環(huán)境下，植物的根又是怎么扎到栽培基質(zhì)里的呢？原來，空間站雖然沒有重力，但是植物的根仍然會向土壤中生長，因為植物不僅有向重性，還有向水性。植物的種子在萌發(fā)時會向含有水的土壤盒里生長。不過，由于失去了重力帶來的空間感，植物的根和莖不能整齊地向著一個方向生長，而是呈現(xiàn)出比較凌亂的狀態(tài)。

此外，研究人員通過前期的多項空間實(shí)驗發(fā)現(xiàn)，太空微重力環(huán)境可能會使很多植物在太空中的生長周期發(fā)生變化。比如，航天員在空間站種植的擬南芥的生長速度就比地面上的擬南芥緩慢，但存活的時間更長。

太空育種

太空育種是我國主要的航天任務(wù)之一。它是將農(nóng)作物種子或試管種苗通過航天器送到太空，利用高真空、宇宙高能離子輻射、宇宙磁場、高潔凈的環(huán)境的誘變作用，使種子變異，返回地面后再經(jīng)過至少4代選育，篩選出攜帶新性狀的種子，培育新品種。

經(jīng)過太空育種的瓜果蔬菜，回到地球后長得怎么樣呢？很多植物經(jīng)過太空培育后，就像是進(jìn)行了一次從內(nèi)而外的深造，重回地球經(jīng)過選育后，這些攜帶新性狀的種子結(jié)出的果實(shí)往往產(chǎn)量更高、味道更好。就拿番茄來說，經(jīng)過太空培育后，結(jié)出的番茄不僅個頭比平常的番茄大，口感也更好更甜。

除了之前已經(jīng)在太空種植的生菜、小番茄、擬南芥和水稻，空間站里還可以養(yǎng)殖斑馬魚、線蟲等生物?！疤詹藞@”的成功不僅展示了中國人在航天領(lǐng)域的實(shí)力和成就，也為未來的太空探索和研究提供了更多的可能性。