随着人类探索宇宙的脚步不断延伸，如何在太空中长期生存成了一个重要课题。其中，食物的自给自足尤为关键。近年来，中国航天员在空间站成功种植出了新鲜蔬菜，这不仅是对太空农业技术的一次突破，也是对人类未来太空生活的一次积极探索。

一、星际绿意：太空农业的挑战与创新

在地球上，植物生长依赖于土壤、水分、光照和适宜的温度。然而，在失重的太空环境中，这些条件都变得难以满足。太空种菜面临的最大挑战包括如何提供适宜的光照、水分和养分，以及如何在微重力条件下促进植物根系的生长。

微重力环境使植物细胞分裂速度加快，有助于提高作物的生长速度和产量。同时，太空中的辐射环境有助于植物产生抗病基因，增强其抗病性。太空中的特殊条件还可能导致植物基因组发生变异，从而改善作物品质，如提高谷物的蛋白质含量、维生素含量和矿物质含量。

中国航天员科研训练中心研发的空间植物培养装置，成功在“天宫二号”进行了生菜在轨培养试验，标志着我国首次在太空人工栽培蔬菜的尝试。此后，科研人员设计了可生物降解、能重复利用的植物栽培基质，这种基质以块状结构形式存在，不会脱落碎屑，而且具备良好的通气、保肥和导水性能。

二、太空温室：在轨道上培育生命

1. 种植装置与基质

在太空站种菜，首先需要安装专门的栽培装置。这些装置通常设计精巧，便于携带和组装。例如，中国神舟十一号飞船使用的栽培装置就是一个白色箱体，由3D打印的尼龙性材料制成，轻便且坚固。栽培基质方面，太空站通常不使用土壤，而是采用蛭石等矿物质作为替代品。蛭石吸水性好，水分传导均匀，且密度小、质量轻，便于携带上天。

2. 光照与温控

植物生长离不开光照。太空站内的种植区通常配备有可调节光谱的LED灯，为植物提供所需的光照。例如，生菜对红光吸收效率非常高，因此在红光照射下生长得很好；绿光则有助于优化生菜的视觉效果；蓝光则对植物形态舒展具有较强作用。此外，太空站内的温度控制系统也能为植物提供适宜的生长温度。

3. 照料与管理

在太空站种菜，航天员需要承担照料植物的责任。他们需要定期检测栽培基质的含水率和养分含量，用注射器往基质里推入空气以保证植物根部呼吸到新鲜空气。同时，航天员还需要对植物进行间苗、浇水等常规照料工作，并记录植物的生长情况以供科学研究使用。

三、未来餐桌：太空育种的希望

太空育种，或称空间诱变育种，是将农作物种子或试管种苗送入太空，利用太空特殊的环境诱变作用，使种子产生变异。随着太空育种技术的不断完善和发展，人类将有望在外太空开展更为丰富多样的农业生产。太空育种技术不仅有助于培育更加适应极端环境的作物品种，还将推动农业科技的进步和解决全球粮食安全问题。返回地面后，经过至少4代选育，筛选出携带新性状的新种子、新材料，培育新品种。这一技术不仅能够丰富百姓的餐桌，还能为地球上的作物产量提升和植物材料性能改进提供支持。

参考资料：

1. “天宫”种菜如何实现？ 央视新闻 https://www.cnsa.gov.cn/n6758968/n6758973/c10442680/content.html

2. 郑慧琼.微重力环境下的植物生长.科学. 2017,69(03).

3. Paul, AL., Amalfitano, C.E. & Ferl, R.J. Plant growth strategies are remodeled by spaceflight. BMC Plant Biol 12, 232 (2012). https://doi.org/10.1186/1471-2229-12-232

4. NASA《Meals Ready to Eat: Expedition 44 Crew Members Sample Leafy Greens Grown on Space Station》Aug.8,2015.

5. 太空“种菜”成果丰硕 航天育种培育的超级蔬菜丰富百姓餐桌 央视网 https://news.cctv.com/2023/04/25/ARTIxgUGokS0a4KMWBcROe9c230425.shtml