“太空种菜”有什么不一样

2023-06-11 09:36

“种菜”不仅仅是在田间巷陌，也曾出现在“天宫二号”，到了神舟十四号任务期间，航天员在“太空之家”种植的生菜还丰富了航天员的在轨食谱。太空种植植物有何难点？航天员又是如何浇水施肥的呢？
太空种植植物的目的
太空种植植物，主要有以下三个目的。一是利用空间实验室平台，研究太空微重力等特殊环境对植物生长发育、生理生化等方面的影响。二是为航天员提供食物、氧气和水。植物可通过光合作用得到清新的空气；生产食物，为航天员提供新鲜蔬菜水果，补充维生素和膳食纤维等。三是植物可为航天员提供绿色鲜活的环境，通过照料植物可以缓解航天员压力，正向调节航天员心理情绪。
太空“种菜”有何难点
太空微重力环境下种植植物有何难点？在神舟十四号航天员乘组返回75天后首次公开亮相的记者见面会上，航天员蔡旭哲就曾和大家分享在太空培育蔬菜与地面培育的不同：“我觉得最大的不一样就是浇水比较困难，在失重环境下，水停留在根系表面，不容易深入植物根层。”
我们知道，植物正常生长必须具备适宜的光照、水分、养分（土壤)、温度和空气（气体)等环境条件。太空微重力环境下，水分养分传导和气体交换等特性与地面1G重力环境不一样。太空微重力环境会造成在植物根系周围形成一个边界层，水/气无法自动分离，植物必须依赖外力才能与周围环境进行正常物质交换。如果植物根部水分运动控制不好，极易造成根部水分过多而根系缺氧，或者水分过少而根系缺水。
太空微重力条件下的水分供应是否合理将直接影响植物生长介质中的水分、氧气分布情况，进而影响到植物根系水分吸收和根系呼吸，也会影响矿质养分的流动与供给，最终影响到植物的正常生长。因此，微重力条件下的水分养分供给技术是空间植物栽培的关键。
如何实现太空“种菜”
为解决微重力条件下的水分养分供给问题，科技工作者们开展了大量的研究工作。从研究的结果来看，利用人工基质进行培养是太空植物培养的主要方式，水分的运动主要依靠基质颗粒的毛细作用力来进行。栽培基质的选择从早期的离子交换树脂、固态化琼脂，到后来的岩棉、蛭石、蒙脱石、P土、人工烧结的陶粒等，并围绕这些基质材料，研发了多种太空植物培养水分养分供应系统，应用到不同类型的太空植物栽培装置中，进行太空植物培养。
我国科研人员针对太空植物培养，也开展了大量研究工作。中国航天员科研训练中心研发了空间植物培养装置，并于2016年在“天宫二号

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