春天，万物萌芽，充满生机，那一抹绿色象征着希望和未来。你可知道？ “种菜”不仅出现在田间地头，还出现在《天宫二号》上。神舟十四号任务期间，航天员在“航天之家”种植的生菜也丰富了航天员在轨饮食。 。在太空种植植物有哪些困难？宇航员如何浇水和施肥？今天我们就一起来了解一下吧。

在太空种植植物的目的

在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，研究空间微重力等特殊环境对植物生长发育、生理生化的影响。

二是为宇航员提供食物、氧气和水。植物可以通过光合作用吸收宇航员产生的二氧化碳并产生氧气，可以在一定程度上净化密闭舱环境，获得新鲜空气；它们还可以生产食物，为宇航员提供新鲜蔬菜和水果，补充维生素和膳食纤维，丰富宇航员的饮食。 ;此外，通过植物的蒸腾作用，也可以净化封闭系统内的水，为宇航员补充纯净水。植物的这种生产功能对于建立自给自足、高物质封闭的地外生命保障系统具有非常重要的作用，可以大大降低长期载人任务的后勤物资供应成本。科学研究人员开发了以植物为核心成分的项目。地外生命支持系统的研究工作。

第三，植物可以为宇航员提供绿色、活泼的环境。照顾植物可以缓解宇航员的压力，积极调节他们的心理情绪。

太空“种菜”有何难点？

在太空微重力环境下种植植物有哪些困难？在神舟十四号航天员返回75天后首次公开露面的新闻发布会上，航天员蔡旭哲向大家分享了在太空种植蔬菜和在地面种植蔬菜的区别：“我觉得最大的区别就是浇水，很难。”在失重的环境下，水停留在根系的表面，不容易渗透到植物的根层深处。”

我们知道，植物的正常生长，必须有适宜的光、水、养分（土壤）、温度、空气（气体）等环境条件。太空微重力环境中，水养分传导、气体交换等特性与地面1G重力环境不同。太空中的微重力环境会导致植物根部周围形成边界层。水/气不能自动分离，植物必须依靠外力与周围环境进行正常的物质交换。如果植物根部的水分运动控制不好，很容易导致根部水分过多，根部缺氧，或者根部水分过少，根部缺水。空间微重力条件下的供水是否合理，将直接影响植物生长介质中水和氧的分布，进而影响植物根系吸水和根系呼吸。它还会影响矿质营养素的流动和供应，最终影响植物的健康。正常生长。因此，微重力条件下的水分和养分供应技术是空间植物栽培的关键。

如何实现太空“种菜”

为了解决微重力条件下的水分和养分供给问题，科技工作者开展了大量的研究工作。从研究结果来看，利用人造基质进行栽培是太空植物栽培的主要方法，水的运动主要依靠基质颗粒的毛细管力。栽培基质的选择从早期的离子交换树脂、固化琼脂，到后来的岩棉、蛭石、蒙脱石、P土、人工烧结陶粒等，围绕这些基质材料，发展出了多种太空植物。该培养水及养分供应系统适用于不同类型的空间植物培养装置，用于空间植物的培养。

中国科研人员在太空植物培育方面也开展了大量研究工作。

天宫二号空间实验室阶段

中国航天员科研训练中心研制了空间植物栽培装置，并于2016年在天宫二号成功进行了生菜在轨栽培试验，这是我国首次在太空人工栽培蔬菜。当时，宇航员不允许在轨道上食用它们，但植物样本被带回进行生物安全测试。

空间站舞台

随着中国空间站进入正常运行以及宇航员在轨工作生活长达半年，对新鲜蔬菜和太空绿色新鲜环境的需求增加，植物种植面积和数量将越来越大。

植物栽培基质“新升级”

新形势下，植物栽培过程中产生的各种废弃物（如根、枯枝叶、废基质等）的处理成为研究人员需要解决的问题。

目前，用于太空植物栽培的栽培基质大多为细颗粒形式。尽管采取了特殊的防护措施，但植物培育过程中仍难免颗粒状基质脱落并漂浮在舱内，给宇航员带来很**烦。为此，科研人员基于废物处理和植物培养物再利用的相关研究，设计了一种可生物降解、可重复使用的植物培养基质。这个矩阵以块结构的形式存在，不会脱落。碎屑，并具有良好的透气、保肥、导水性能。

此外，科研人员还根据植物生长对矿质养分的需求特点，提前在材料中添加一定量的缓释肥料。这样，植物生长过程中就不需要添加肥料，可以大大降低太空植物种植成本。管理的复杂性也较好地解决了空间环境下植物栽培过程中根系的供水、养分供给、通气等技术问题。

植物栽培装置的“新设计”

中国航天员科研训练中心的研究人员基于“全新升级”的栽培基质，设计了一种模块化、简易的空间植物栽培装置。它采用开放式结构，摆脱了以前采用的“大型设备”形式。宇航员可以与植物始终保持密切接触。植物生长所需的二氧化碳、温度、湿度、氧气等气体环境与舱内宇航员基本相同。植物种植操作简单，易于护理。宇航员还可以根据个人喜好将该设备放置在舱内任何有灯光的地方，为工作和生活环境增添一抹绿意。他们还可以呼吸植物释放的新鲜氧气，具有心理调节作用。

神舟十四号航天员在轨期间，利用该装置成功培育了生菜、小麦、矮生番茄等植物，验证了利用这种“新型”栽培基质的太空植物栽培技术。虽然该设备没有专门配备植物照明系统，仅使用室内照明光源，但种植的三种植物已经完成了发芽、生长和发育等过程。神舟十四号航天员还收获了新鲜生菜，这是首次在轨道上食用。

“天工种菜梦”已经实现。目前，科研人员正在根据“神舟十四号”任务的测试结果，努力研发功能更强大的太空植物栽培设备，为航天员提供更多的新鲜蔬菜和水果。预计在不久的将来，宇航员将能够在空间站上种植和收获更多样的蔬菜和水果，丰富在轨饮食。

未来，我们期待更多“绿色”、丰富的“太空菜园”！

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