在浩瀚宇宙中,人类探索的脚步从未停歇,而太空种菜这一充满奇幻色彩的尝试,正逐渐从梦想照进现实。近日,中国天宫空间站传来令人振奋的消息,樱桃番茄在太空中挂满枝头,航天员们成功收获了新鲜蔬菜。与此同时,国外科学家也利用模拟月球土壤成功种植并收获了鹰嘴豆,这一系列成果让人们对太空种菜的未来充满期待。
其实,中国人在太空种菜已有十年历程。2016年,神舟十一号乘组在天宫二号开展了首次太空人工栽培生菜实验。此后,我国水稻“小薇”先后搭乘天宫二号空间实验室、中国空间站问天实验舱进入太空,萝卜、小麦等植物也纷纷完成了“上天”使命,为太空种菜积累了宝贵经验。
然而,太空种菜并非一帆风顺,首先要克服的是“水土不服”难题。湘湖实验室植物光生物转化团队副研究员查萍介绍,空间站绕地球一圈约90分钟,一天内植物要经历15至16次日出日落。这种超短光照周期会导致植物生长变慢、叶绿素合成减少、开花时间异常。为解决这一问题,空间站设计了专门的植物生长小房子,采用LED人工光模拟地面昼夜周期,让植物生长节奏保持正常。
月壤也是太空种菜的一大挑战。月壤成分复杂,虽有丰富矿物颗粒,但缺乏植物生长所需的关键营养元素,直接用来种菜几乎不可能。目前,改良月壤或采用无土栽培是较为可行的两种方式。
无土栽培为植物打造了一个“太空之家”。湘湖实验室正在推广的“植物工厂”就是典型代表。在这个完全封闭的大房间里,没有泥土,只有一排排架子上种满绿油油的生菜、小白菜。头顶不同颜色的LED灯珠提供植物所需光照,水可循环利用,温度、湿度也调整到植物最舒适的状态。在这种环境下,植物生长迅速且健康,还因房间封闭无需打农药。
不过,要将植物工厂搬到月球,还需攻克更多难关。地球上植物工厂靠新风系统换气,而月球环境近乎真空,需制造“空气循环系统”,让宇航员呼出的二氧化碳供植物光合作用,植物产生的氧气保障人类生存。同时,月球水资源稀缺,要建立完全闭环的水循环系统,实现人类生活用水与植物灌溉用水的内部循环,提高水分利用率。整个系统还需具备高度智能性,能自主运行和维修,减少人工干预。
科学家还在思考是否要为太空“定制”植物。浙江农林大学现代农学院院长曾大力团队曾参与我国“小薇稻”项目,该品种株高仅30厘米左右,适合立体栽培。太空育种也为太空种菜提供了新思路。太空环境中的微重力和强辐射可能改变植物遗传结构,曾大力团队与相关院校合作,筛选出产量更高、抗性更强的太空品种。
从短期看,太空种菜是深空探索的生命保障。据估算,一个人一天约需1公斤食物,100天就是100公斤。若能在太空种菜,生存成本将大幅降低。而且,为月球“极限环境”研发的技术,也在反哺地球农业,让地球农业朝着更绿色、更高效的方向发展。









