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◎ 科技日报记者 张景阳 张蕴
近年来，太空蔬菜种植逐渐成为太空技术发展和太空技术研究的重要组成部分。最近，《植物科学前沿》杂志发表了一项研究，称一些太空蔬菜（在太空环境中从萌芽到成熟的蔬菜）的成分类似于地面上种植的类似蔬菜，甚至可能富含钾、钠、磷、硫、锌和高水平酚。
虽然这一结果突然缩短了太空蔬菜和地球蔬菜之间的距离，但在太空种植蔬菜并不像地球那么简单。世界各地的科学家花了几年时间才让太空菜园有希望进入现实。
人类开始在太空种菜
自2014年以来，科学家们开始在国际空间中创造一个与地球表面温度、湿度和二氧化碳浓度相同的表面环境。美国国家航空航天局（NASA）太空种菜计划负责人乔亚·玛萨说，太空蔬菜种植项目之所以启动，是因为如果食物储存时间过长，味道和营养价值都会下降，维生素也会下降。如果太空蔬菜种植成功，宇航员可以在漫长的旅程中获得足够的营养，促进未来更遥远的深空探索。
2016年，中国宇航员首次触电太空种植蔬菜，并在天宫二号实验室种植了9种生菜。不仅是叶类蔬菜被翻牌了。2019年，中国研究人员再次在天宫二号开始种植南芥和水稻，以检测空间微重力对生活活动的影响。此前，俄罗斯宇航员还试图在和平空间站种植小麦。
味道营养不亚于地球蔬菜
太空种植的作物和地球上的作物有什么区别？这个问题引起了许多航天爱好者的注意。2015年，NASA电视台播出了第一批两名宇航员尝试太空生菜的情况。这些与橄榄油和果汁混合的太空生菜被做成沙拉。两名宇航员吃完后大喊不寻常。除了一致称赞它的酥脆，其中一名宇航员还说味道有点像芝麻。
除了味道，太空蔬菜的营养价值是什么？近日，《植物科学前沿》杂志上的一项研究表明，NASA对前三年在国际空间站种植的生菜进行了全面检测，指出太空生菜的营养价值与地球生菜基本一致。科学家说，太空生菜还含有钾、钠、磷、硫、锌等元素。此外，还有高水平的酚类物质，此前已被证实具有抗病毒、抗癌、抗炎的特点。此外，国际空间站种植的生菜不含大肠杆菌、沙门氏菌等有害细菌，真菌和霉菌孢子数量正常，适合人类食用。
太空农民需要解决一系列技术问题
然而，建立一个太空农场并不容易。在植物生长过程中，光、温度、湿度、空气和土壤是必不可少的。空间站的空气和温度可以让宇航员正常生活，满足植物生存自然不是问题，但其他条件也让科学家努力工作。
光合作用是植物生存的基础。如何在太空舱中模拟植物所需的光？中国科学院包头稀土研发中心主任池建义说：如果你想成为一名太空农民，你必须首先掌握优秀的技术。传统手段需要600-1000瓦的灯泡来模拟封闭环境中的阳光，刺激植物生长，但显然不可能在太空舱中消耗能源和设备。
大量研究证实，植物的光合作用不是吸收阳光中的所有光，比如生菜更喜欢红蓝光。因此，低能耗、可调光谱LED灯光已经成为太空蔬菜提供光照的最佳选择。中国宇航员首次在太空种植生菜时，使用红、绿、蓝三种颜色的组合光，其中绿光是为了使视觉效果更好，有利于观察。而NASA蓝紫光为蔬菜提供光照，因为它们种植红叶生菜，蓝紫光更有利于红叶生菜的着色。
光还不行，要种菜还得有土。从以往的数据可以看出，蛭石是我国生产太空蔬菜生长土壤的基本原料，是一种非常常见的人工植物生长原料，广泛应用于植物组培育和育苗中。宇航员中心环境控制和生产保护研究办公室副研究员王隆基表示，蛭石具有很好的吸水性，水在蛭石中的传导受重力影响较小，能顺利吸附。蛭石密度小，质量轻，不会给飞机增加太大负担。和平空间站还以斜发沸石为基质，种植萝卜和卷心菜。该沸石含有作物生长所需的钾、磷、锌、铁等元素，但也具有较强的吸附性，能有效防止水分流失。
湿度是最容易调节的部分。空间站的所有水都来自地球供应，水回收系统也可以通过过滤装置收集废水并回收利用。植物土壤中安装含水量监测装置，宇航员可根据监测数据使用注射器及时补充植物。
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太空育种和太空蔬菜的区别
种植在太空中的蔬菜也被称为太空蔬菜，但它与种植在太空中的蔬菜有本质的不同。
黑龙江省农业科学院园艺分院副研究员王雪在接受《科技日报》采访时表示，太空育种技术利用宇宙粒子辐射、微重力（即失重）、弱地磁、高真空、超清洁、温差大等综合环境因素，影响植物种子的遗传变异，使其内部DNA缺失、重复、易位或倒置链上的基因组，从而产生一些高频、大的遗传特征突变，创造丰富的育种变异材料，创新种质资源。与其它育种技术相比，太空育种可以更快地获得稳定的产品体系，将新品种的育种寿命缩短到5-6年。与其他育种技术相比，太空育种可以更快地获得稳定的产品系统，将新品种的育种寿命缩短到5到6年。此外，太空育种的本质是利用特殊环境加速作物的自然突变频率，不插入外部基因片段，不会造成食品安全风险。
来源:科技日报
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