[中央人民广播电台]田园新主张《农主播朋友圈》刘录祥:太空种植
近日,国际空间站女航天员梅根·麦克阿瑟吃上了“太空”辣椒。今年7月,这批辣椒开始在国际空间站内种植,最近迎来了丰收。麦克阿瑟把辣椒切碎制作了一个玉米卷饼,还在社交媒体上发布图文直呼“美味”。
太空种植再次引发关注。
那么太空种植是怎么回事?太空种植和太空育种有何不同呢?详细情况请听 国家航天育种工程首席科学家、中国农业科学院作物科学研究所副所长刘录祥的介绍。
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前段时间好像有一些新闻媒体也报道了类似的这样一个事件,反正是有一种比较挺科普的一个非常好的一种形式,对。挺好的一种宣传队,这个怎么说,就是说因为这个空间这个环境在太空空间站里面种植植物,实际上在上个世纪60年代啊就开始就在探索科学家,而且应该说有一种叫什么100多种大大小小的植物都在空间都试种过嗯试种过,而很好多植物都能够完成一个正常的生命周期,这种太空种植的这种事。
你说我想问一下到底什么是太空种植,它与航天育种什么区别?所谓的太空种植,就是说我们把在地面上已经培育成熟的这样一些农作物,或者有一些植物的种子直接送入太空,在太空环境的这样一个环境下去种植,让它完成一个生命周期,形成蔬菜或者果实的这样一个过程,我们叫太空种植。
其实太空种植跟我们传统的航天育种是有非常不截然相反的这样一个区别的。我们以前说的航天育种实际用的空间环境的宇宙粒子的射线以及失重、超真空、超洁净等等这些综合因素是植物种子在空间飞行的过程中,使它的基因发生改变。那么基因发生了改变的种子返回地面,进一步通过育种家筛选出优良变异,稳定测试,试验审定,最后形成两种种子,我们叫太空种子嗯。实际上是我们利用了太空条件改变植物的基因,培育新的品种,为纪念的我们的人物的人类的粮食或者蔬菜等等收安全去生产新的品种。
那么太空种植正好相反,我们把已有的地球,我们已有的新的一些品种是吧,送到太空去种植,但是它太空种植它不是简单的就像我们地球一样在土壤里面种植,水肥管理这样的管理。
如何给长期驻留空间站的航天员提供新鲜食物,一直是令人头疼的问题。早期的太空食物像牙膏一样,蔬果、肉类全部加工成糊状,挤出来吃。后来发展成预加工的整块食物,可以辨认出食物种类。现在,地面上的食物基本都能带上太空,不过除了新鲜水果,其他食物都是预加工的压缩食品、罐头食品、包装食品,吃之前大多要先加热。
尽管航天员在太空种植植物已有几十年历史,但是在没有重力和自然光的条件下培植可食用的食物仍然是非常困难的。相信看过马克·达蒙主演的《火星救援》的友友们,对达蒙种土豆的一幕都记忆深刻,达蒙在电影中种植土豆尚且困难重重,如果放在现实中这种情况会将更加糟糕甚至难以实现。因为在太空种植农作物,水、光照、肥料、温度、空气等都需要控制好。
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太空种植是在一个特殊的首先在空间站里面,它在一个特殊的这样一个装置里面,它是一个密封的这样一个有点像我们的宝玉箱一样对吧?我们经常见到的实验室或者医院里面见到宝玉象,它实际上是一个宝玉箱里面一个封闭的环境里,面对光温水对吧等等进行精准的电脑控制,然后按需分配对吧分配,这样的话使得植物进行完成一个周期。
那么另外一个特点是太空种植的品种都是特别超矮的,我们地球上种植的品种对吧?我们地面上种植的品种70公分80公分高.有的甚至于100 100多公分高。那么太空种植因为它要在什么培养箱里面种植,所以一般种植的植物猪高一般大概就二三十20~30公分,那么它的生长周期也是非常快的,一般播种以后萌发以后,20、30天以后就开始开花,然后经过一个月两一个月一个半月以后就开始结果,那么整个的生命周期大概70天左右,所以说它是一个超矮的生命周期非常短的这种植物,对吧?当然什么样的植物适合在太空种植,实际上我们现有的农作物都适合我们在小麦里面,水稻蔬菜青椒是吧,都找到了一些非常矮的猪高只有20公分的超矮的品种,那么可以在太空进行培养箱里面的培养一些这些种植。
那么长期种植应该说在早期的国际空间站里面也试验过,就是说你收完了太空种植的种子以后,把它的种子继续种下去,它仍然可以正常的什么发芽,然后生长来开花结果。所以说这些实际上因为它是一个人工控制的,我们讲专业术语叫生命保障系统,太空生命保障系统,它是人为控制的,电脑控制的对吧?所以说它所需要的水、光、肥都得到了精准的控制,实际上就有点像精准栽培的这样一个环境条件。
太空种植是一种特殊的装置,什么就是光照温度,什么就是空气都是有控制的对吧?
对是的,必须有控制,因为空间环境下,最近这两天我们看到我们的宇航员在空间,你只要不进行一个具体的一个控制话,它在空间实际上是漂浮状态的,对吧?它必须首先要固定。另外一个要有特殊的这样一个措施,是减减减弱或者减少这个这失重对植物的影响,使得它能够正常的什么生长发育,然后开花结果。
您刚才也提到了失重会不会有一种可能性,就是我们种植的一些农作物,他们也会出现失重的这种现象。他失重对农作物的影响,当时的时候你种子在空间萌发生长开花结果,在这个过程中接受了失重的因素的影响。
但是种子如果说你收下来以后拿回到地面再去种植的时候,它这种失重的影响就消失掉了。湿度它是在空间物理高度的地方,它有一个失重的因素,你不管是植物还是我们的宇航员,还是微生物是吧?都到那个环境下,在空间高度的时候它有适中的状态。所以说在空间种植的时候,也要充分的考虑失重对植物生长发育的影响。比如说在失重情况下,植物的像记性对吧?它就没有像以前我们在地面上种植的那么明显,所以说你在整个装置的研制,种植机制的设置上,都要有一些特殊的措施,去克服植物对失重的这样一个响应的不利,带来的不利的影响。
如何给航天员提供新鲜食物,确实是个难题。但世界各国一直没有停下太空种植实验的脚步。1982年,人类首次在太空中成功培育出了开花结果的几株拟南芥属植物。据不完全统计,目前已经有包括辣椒、草莓等在内的上百种植物种子,被先后送入国际空间站进行培育。这其中,辣椒是太空种植实验中最受欢迎的食物之一。为什么辣椒如此受青睐呢?
这是因为辣椒的维生素C含量比较高,甜椒、水果椒、菜椒等,吃起来口感清新;辣椒会开花,观赏度也高,气味清爽。除此之外,辣椒也比较适合在太空环境下种植,辣椒苗植株小,占空间少,枝丫较为坚挺,株型在微重力下支撑性较好。不仅如此,辣椒还比较“皮实”,抗逆性较好,容易成活。
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这个辣椒它们早期的时候,实际上在上个世界80年代90年代的时候,在国际空间站里面他们也已经种过了超爱的辣椒,这个辣椒就是特别矮,只有20多公分,我刚才提到了,大概播种以后出苗以后30多天就开花,然后一个多月以后就开始又挂果结果了,所以现在可能它是筛选,本身这种植物它比较适合这种环境。
另外一个就是说实际上刚才没有提到的在太空种植植物,它有一个非常不同于地面种植,就是说太空环境是一个失重的环境,是吧?失重环境下,植物或者这个品种,它对危重的或者对失重的响应的话,要越吃重越好。如果说对失重特别敏感的话,可能它不太适合在空间种植,所以说可能有这种多种因素的考虑。
当然,除了辣椒,适合长期在太空种植的植物也不少。在太空培育植物对航天员进行生命保障,首先要计算人类在太空中对热量、维生素、微量元素等营养物质的总体需求,再计算哪些植物搭配在一起能够满足这些需求;其次,近地轨道空间站微重力环境下,应种植那些摘了就能吃的即食性果蔬,因为微重力条件下烹饪加工食物难度很大;此外,还要考虑植物的易栽培性、易管理性,以及单位体积、单位能耗产出率等。
具体来说,对于围绕建设月球、火星基地等开展的载人深空探测活动,要保证人的热量摄入,需种植如小麦、大豆等粮食作物;蔬菜要多样化,以满足人的生理和心理需求,可种植生菜、小白菜、小油菜、辣椒、茄子、西红柿等,黄瓜是爬藤类植物,很占空间,但是清脆爽口,如果种植需牢牢固定住,防止藤蔓飘满舱;水果的话,种植草莓就不错,占空间小、挂果多。
那么太空种植出来的食物安全吗?有没有辐射呢?
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那么应该说就是说我们在太空种植的农作物,它因为在一个特殊的装置里面,而且进行了一些严格的这样一个辐射的防护,所以说它应该说是这种植物它的果实,或者甚至于它的营养起叶菜类的,应该说是都是可以吃的,对吧?那么前不久太空辣椒的这样一个新闻也就充分证明了这样一点,对吧?
我们太空种植的食物它是一个安全的可以食用的,那么太空种植的前景,那么应该说人类待不久都要这个就是大大步的迈入什么太空对吧?我们国家的神州12。现在我们三名宇航员还正在空间对吧?在空间进行值守我们的中国天宫号。长期的拘留的话,它实际上对植物的产品的需求的话还是很旺盛的。
那么目前的情况下,那么太空宇航员他都是把地面上的一些食物带着空间去使用,对吧?但是未来如果说我们空间的这样一个开发的深度广度的进行的话,实际上开封种植植物这一块的话是非常有需求的,我们刚才提到的太空生命保障系统,它实际上就是什么?植物、动物、微生物是吧?那么组成的这么一个人工系统对吧?只有人跟系统能够正常的循环起来的时候,我们人类太空的长期的拘留的话,它就安全了,它就有保障了。所以说太空种植植物这一块的话,实际上还是有很大的这样一种前景的。
刘所长强调,空间站舱室内本身有很好的防护,所以不会导致植物产生变异。太空种植的食物都要采集样品。以青椒为例,其叶子、根部或者整棵植株会被冷冻起来,带回地面进行分析。美国国家航空航天局(NASA)曾将生菜带回地球,检测其是否有对人体健康有害的微生物,最后证明是安全的。
我们都知道,与太空种植农作物相关的实验很少,但却是被认为必须要解决的问题。因为它关乎于维持宇航员在太空更长久的飞行和生活。也将成为人类征服太空的重要课程,正所谓:兵马未动,粮草先行嘛!
太空种植,我们任重而道远。
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实际上太空种植是我们希望我们地球上人地球人的种子带到空间去为航天员服务,那么实际上航天育种是我们把种子带上空间,再利用的空间的这样一个特殊的宇宙粒子,那高真空失重等等这些综合因素,使得基因发生改变,然后再返回地面,然后再选出新的优良品种为我们地面的粮食增产是吧?菜篮子来去做服务的,所以两个方向对。
最后一句话就是说太空探索,无论是我们利用太空的资源为纪念人类的服务,还是说我们利用人类的这样一个更多的发明创造智慧去拘留太空,都是非常有趣和具有探索性的工作。
所以说未来我们中国以空间站的这样一个不断的完善运行,我相信在太空生命保障系统一个系这个系统这个平台上会有更多的这样一个科学的发现,那么使得我们在空间种植农作物也可能成为一种新的时尚。
现在应该说目前的太空种植,虽然说我们有几十年的国内外有探索的这样一个实验性的探索,但是仍然是在非常小的实验状态下的这样一个科学研究的阶段。那么未来应该说随着科学技术的不断的发展,太空活动的这样一个频繁和我们的技术的不断的完善,可能慢慢的可能在未来的未来可能真的会出现什么太空农场,所谓太空农场一定是在比较大的范围内是吧?比较大的面积上去种植我们所需要的这些植物是吧?这个可能是在未来可能还要需要一个相当长的时间的这样一个科学的公关或者发现,才能实现。
好了。以上就是今天《农主播朋友圈》的全部内容,最后感谢国家航天育种工程首席科学家、中国农业科学院作物科学研究所副所长刘录祥的介绍。如果您对今天的内容感兴趣,欢迎大家下载云听app,搜索相关专辑收听并订阅哦!稍后欢迎收听农经连连看!