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运用植物工厂在太空种菜 这四大秘籍必须掌握

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2017-05-31 作者: 来源:科学人 浏览量: 网友评论: 0
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摘要: 自制一份合格、适口、健康无毒的太空口粮,都需要注意什么?


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  为了太空的育种,为了更少的便便

  传统意义上的太空育种,是为了在地面种植出更好的作物,让种子去太空溜达一圈,沐浴在高辐射、失重的环境下,诱发基因变异。但很多科学家正在转变思路,认为应该在地面上进行种子改良,应对人类在密闭环境中遇到的特殊问题,比如空间小、缺钾、便便过多。

  “为了太空的育种”,其终极目标是创造再生系统,在空间站、殖民地上持续种植作物。因此,经济高效、出土即食的作物最受欢迎,莴苣类植物首当其冲。在转化效率上,土豆和小麦都不是最好的选择,因为它们收获周期很长,而且需要烹饪处理——现阶段,宇航局肯定不许带锅上天。

  选种番茄、辣椒、豌豆这些小矮个儿,旨在节省空间。关于这一点,中科院植物所正在培育更矮的木本植物(目前只有桃树),以便提高空间利用率。

  宇航员的健康也不容忽视。大航海时代的船员因为缺乏维生素而饱受坏血病折磨,直到库克船长用橘子解决了这个问题。无独有偶,阿波罗15号宇航员曾因食物缺钾而心率失调,吓得NASA赶紧在食谱上增加了多钾果汁。从古到今,远航者的饮食结构都异于常人。鉴于光配方可以调节植物中的微量元素,通过特殊照射,让专供肾病患者食用的蔬菜钾含量更少。针对宇航员的多钾生菜也许是下一个目标。

  最后,食物导致的人体残渣也很重要。NASA对人体排泄物一向十分苛刻,为了阻止宇航员放屁,曾把豆类食品划进黑名单。那么,吃啥能减少排便量呢?动物蛋白和淀粉都排在果蔬前面。但由于土豆收获周期长,太空养鸡业遥遥无期,便秘的宇航员又不好找,栽种减少便便的作物迫在眉睫——便便虽好,也要分场合,它虽然救过马克·沃特尼的命,但很难在太空舱内再生成为食物(化学家称,粪便其实可以水解成碳,做成小馅饼,但据说在座的宇航员纷纷拒绝了屎汉堡)。

  日本科学家Mitsuyuki Ikeda已经把这一设想化为了现实:他用人类粪便的提取物做出了可以吃的“肉”。

  无数太空故事告诉我们:别惹植物学家。这些人为了保护幼苗可以拼命,前面提到的《宇宙静悄悄》就是一个典型——植物学家洛厄尔听说他的温室要被炸掉,徒手干翻2位同伴。至于某位爱爆粗口的火星鲁滨逊,你敢动他的土豆试试?

  植物学家这么暴躁不是没有原因。一方面,科幻作家老是把粮食增产、病害防治、营养土壤这类本属于农学家的活儿塞给他们。另一方面,经典的科幻设想中,植物除了承担科研任务,往往还充当粮仓、制氧机和心灵治愈室。在无垠的太空,植物很脆弱,光的颜色、土壤的重量、空气成分和排便频率,任何一点小小的变动,都可能导致一场地外大饥荒。但植物又无比强大,在电影《地心引力》里,宇航员瑞恩进入天宫一号求救,发现船舱内壁种满绿油油的小葱(也可能是韭菜)——绿植带来的心理安慰,可以拯救一个崩溃的宇航员;美国科幻巨匠罗伯特·海因莱茵的长篇小说Variable Star里,老农佐格比只用几块水培农场,养活了整个星球的人。

  电影《地心引力》中,内部种满了绿蔬的天宫一号。

  当植物是已知唯一能把太阳能转化为化学能的东西,你无法不去大胆想象植物工厂的应用前景。植物所的科学家们极其谦虚:“我们必须树立这种常识:太空近地轨道栽培目前只是实验阶段”,但是,质量优于数量、封闭系统、高效利用空间、寻找每一块可用的表面……这些太空农场的决定性原则,经典科幻里的明日幻想,正在慢慢实现。太阳能一体化的植物集装箱,可在岛屿、沙漠、舰船内和海底进行持续生产;全世界关于种植的概念设计、科研项目、实体企业,都在疯狂地向天空延伸:在城市、社区、楼宇、工厂之间,实现蔬菜连续循环种植,不受季节气候影响,同等面积产量可达到传统土地的数十倍。

  但科幻作家算错了一件事。

  在智能监控系统接手大部分管理后,专业人士将在传统农耕中全身而退。一旦食材种类和新鲜度跟上,未来的火星还需要农学家和植物学家吗?不不,送一个好厨子就够了。


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