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人造土壤:只送粉末
中科生物植物工厂的门口立着一台颇有《大都会》遗风的金属“洗眼器”。首次参观的人大多会一路纳闷这台古怪仪器的用途,直到进入培养室内部——工作人员抬起栽培面板,展示浅槽里潺潺流动的营养液,解释如何用洗眼器对付不慎溅到脸上的液体。
早在二战期间,美军就开始以砂砾培(砂砾为固定基质,加入营养液提供养分)生产蔬菜,之后无土栽培技术被英国农业部采用,用于解决驻外英军的蔬菜供应问题。科学家预见了无土栽培(又称水培)的未来,国际空间站的宇航员将塞满粒状基质的“枕头”浸满培养液,解决失重或微重力环境下液体流动的问题,中国南极科考站曾经成功水培辣椒,中科生物植物工厂80%的模组都被水培生菜、白菜和冰菜占领,它们生长周期短,最快20天收获,是传统栽培法耗时的一半,干净到可以揪下来生吃。
对于太空栽培,很多人主张就地取材,将火星土壤改良为盆栽土,或者从地球带土——现实中,荷兰瓦赫宁根大学从NASA买了一批模拟的火星和月球土壤,改良后,种出的胡萝卜长势良好。不过,为火星殖民地的常驻人口提供卡路里是一回事,在短期飞船上改善伙食又是另一回事,假如宇航员只是嘴馋想吃口拌菜,培养液的便利不言而喻:水肥一体,不劳您吭哧吭哧浇水施粪。
不过国际空间站的项目科学家霍华德·莱文(Howard Levine)表示,目前近地轨道的运费是每磅约1万美元,把液体带上太空划算吗?中科院专家给出的解决办法是:只送配置好的营养液原料粉末。“植物的的原始养分来自矿物质,基本就那么几类,培养液很好调配,这种植物模组的应用方向是大众化。”福建中科生物股份有限公司的总经理占卓说。
水培生菜
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空气调节:ALERT ! 二氧化碳告急
假如你闻过国际空间站里的空气,就知道长期的太空生活并不好受——很久没洗澡的宇航员在金属通道里飘来飘去,大家挤成一团,空气混浊,如同你宅了一个星期不开窗通风的卧室。不过,这对植物来说是个好消息。
像照明质量一样,二氧化碳成分是地外栽培又一个容易被忽略的问题。研究表明,适量增加二氧化碳浓度,植物就会加强光合作用,光能利用率显著提高。在叶用莴苣植物厂区,空气过滤装置24小时不间断运转,墙上的一面液晶监控器显示,二氧化碳浓度根据不同植物的需求,被控制在了400~1200ppm之间(二氧化碳浓度过量也不行)。地球大气中的二氧化碳含量一般占总体积的0.033%,2013年世界气象组织的数据显示,其日均浓度已经超过400ppm的阙值。对植物光合作用来说,这才刚刚够用。
地球的空气并不完美,但封闭的太空舱内,永远不愁没有过量的二氧化碳:国际空间站里的空气成分接近地球,氧气含量为20-24%,大部分是氮,甲烷(屁)、二氧化碳和氢气占比极少,但0.4%的二氧化碳含量已接近地球平均水平的10倍。一些体质敏感的宇航员因此遭遇了严重的副作用:头痛、焦虑,时不时就要去通风口吹一吹。NASA一直为此纠结,到底是培养高抗二氧化碳的忍者宇航员,还是制造超重型二氧化碳清除器?反正两个都得花大钱,也许还是种菜更经济划算。