在宇宙里種菜有多難?在太空里當(dāng)農(nóng)夫是件倒霉差事。植物學(xué)家也是宇宙里的高危職業(yè),密閉環(huán)境里的種植關(guān)乎食物供給、水氧循環(huán)、空間分配和成員的心理健康,還會因為各種稀奇古怪的理由而引發(fā)意外。那么,自制一份合格、適口、健康無毒的“太空口糧”,都需要注意什么?
植物的生物量90%來源于光合作用,但植物并不是吸收所有的光:它們更青睞可見光的藍(lán)色和紅色部分,比例超過60%。因此,適當(dāng)比例的紅藍(lán)復(fù)合光就能滿足基本的生長需求。
傳統(tǒng)認(rèn)為溫度和二氧化碳是影響植物產(chǎn)量和品質(zhì)的關(guān)鍵,但調(diào)節(jié)光源效率更高。20世紀(jì)80年代后期,NASA(美國宇航局)首次采用LED充當(dāng)光源。他們在第一批測試中用紅色LED照射小麥,但長出的麥子細(xì)得離譜,而且像漂白了一樣。后來實驗發(fā)現(xiàn),添加藍(lán)光可以糾正這個問題,綠光雖然沒什么用,但能保證蔬菜賣相良好。如今,世界上多數(shù)植物工廠都采用紅、藍(lán)、綠三色LED照明,其復(fù)合光線呈淡粉色。
科學(xué)家預(yù)見了無土栽培(又稱水培)的未來,國際空間站的宇航員將塞滿粒狀基質(zhì)的“枕頭”浸滿培養(yǎng)液,解決失重或微重力環(huán)境下液體流動的問題,中國南極科考站曾經(jīng)成功水培辣椒,中科生物植物工廠80%的模組都被水培生菜、白菜和冰菜占領(lǐng),它們生長周期短,最快20天收獲,是傳統(tǒng)栽培法耗時的一半,干凈到可以揪下來生吃。
對于太空栽培,很多人主張就地取材,將火星土壤改良為盆栽土,或者從地球帶土——現(xiàn)實中,荷蘭瓦赫寧根大學(xué)從NASA購買了一批模擬的火星和月球土壤。改良后,種出的胡蘿卜長勢良好。
二氧化碳成分是地外栽培一個容易被忽略的問題。研究表明,適量增加二氧化碳濃度,植物就會加強光合作用,光能利用率顯著提高。
國際空間站里的空氣成分接近地球,氧氣含量為20%~24%,大部分氮、甲烷、二氧化碳和氫氣占比極少,但0.4%的二氧化碳含量已接近地球平均水平的10倍。
傳統(tǒng)意義上的太空育種,是為了在地面種植出更好的作物,讓種子去太空溜達(dá)一圈,誘發(fā)基因變異。但很多科學(xué)家正在轉(zhuǎn)變思路,認(rèn)為應(yīng)該在地面上進(jìn)行種子改良。
“為了太空的育種”,其終極目標(biāo)是創(chuàng)造再生系統(tǒng),在空間站、“太空殖民地”上持續(xù)種植作物。因此,經(jīng)濟(jì)高效、出土即食的作物最受歡迎,萵苣類植物是首選。
摘自2018年6月《周末》
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摘自2018年《諷刺與幽默》