你有没有想过，如果有一天人类搬到月球上住，吃什么？

从地球运？太贵了。一公斤大米的运费，可能比一公斤黄金还贵。

那怎么办？自己种！

据央视新闻最新消息，近日，中国天宫空间站迎来了“丰收季”，樱桃番茄等挂满枝头，航天员们在轨收获了新鲜蔬菜。此外，最近国外的一项实验中，科学家已成功利用模拟“月球土壤”种植并收获了鹰嘴豆。

所以在没有土、没有水、没有空气的天上，人类的种菜理想能实现吗？

我国宇航员在空间站开展的太空种植 图源：央视新闻

太空种菜，先过“水土不服”这一关

作为一件植入“基因”的事情，中国人在太空种菜的故事，其实已经讲了十年。

2016年，神舟十一号乘组在天宫二号首次开展太空人工栽培生菜实验。2022年，神舟十四号航天员乘组在农历中秋节那天吃上了自己栽培的“第一口生菜”。

同时，我国水稻“小薇”曾分别搭乘天宫二号空间实验室、中国空间站问天实验舱进入太空，还有萝卜、小麦等等植物都曾上过天。

在太空种菜，太阳的照射与地面就完全不一样。“比如空间站绕地球一圈，只要约90分钟，一天之内，植物要经历15至16次日出日落。”湘湖实验室植物光生物转化团队副研究员查萍介绍。

这种超短的光照周期会引起植物生长变慢，叶绿素合成也会减少，开花可能延迟或者提前。如果是在月球上，经历一个白天黑夜相当于29.53个地球日，光照的时间被极度延长。“当光周期发生大幅度改变时，植物的生长节奏也被完全打乱了。”因此，在空间站里设计了专门的植物生长小房子，采用LED人工光，模拟植物在地面上的白天和黑夜周期变化，这样植物的生长节奏不至于紊乱。

再看看土。科学家们研究了从月球上带回来的土（叫“月壤”），发现它跟地球上的土可不一样。月壤成分复杂，有丰富的矿物颗粒，但一些对植物关键的营养元素缺乏，也不存在有机物质，如果直接用来种菜，几乎不可能。

此外，浙江农林大学现代农学院院长曾大力指出了一个更大的挑战：如何让植物在太空完成完整的生命周期？

植物生长分为营养生长和生殖生长两个阶段。我们要研究的正是，让植物完成两个阶段的闭环，能开花、能结籽，留下种子，才算可持续发展。

月球农场想象图 AI生成

给植物造一个“太空之家”

面对这些难题，科学家们也提出了各种办法。

“改良月壤或进行‘无土栽培’，是眼下太空种菜最容易实现的两种方式。”查萍说道。

德克萨斯大学的研究团队就尝试给月壤加点“调料”——他们把模拟月壤和蚯蚓堆肥、真菌混合在一起，就像给贫瘠的土地施点肥。结果发现，当混合物中模拟月壤比例不超过75%时，植物就能成功生长。超过这个比例，就不太行了。

另一种思路更彻底——干脆不用土。湘湖实验室正在开发并大力推广的“植物工厂”，就是为植物打造了一个“人工的家”。

这个“家”长什么样？一个完全封闭的大房间，没有泥土，只有一排一排的架子，上面种满了绿油油的生菜、小白菜，头顶上亮着不同颜色的LED灯珠，不需要太阳，也不会遭受外界的风吹雨打。

在这个“家”里，一切都是为植物量身定制的。“不同的植物在不同生长阶段对光的喜好是不同的，我们可以调节出植物最喜欢的光谱比例。”查萍介绍。水可以循环利用，几乎不浪费；温度、湿度都调到植物觉得“最舒服”的状态。在这种环境里，植物长得又快又好，而且因为房间是封闭的，虫子进不来，所以根本不用打农药。

不过，要把这套“豪宅”搬到月球上，还得再升级几个“大招”。

地球上的植物工厂可以靠新风系统换气。但月球环境几乎是真空，压根没有空气可以换。所以科学家得自己造一个“空气循环系统”，宇航员呼出的二氧化碳可以供给植物进行光合作用，植物产生的氧气则可以保障人类生存，而植物也需要呼吸，如何把二氧化碳和氧气的含量动态调节好，是建立太空生命保障系统的关键。

“现在地球上的植物工厂，水的循环利用率已经超过90%。但在月球上，获得可利用的水资源很难，我们需要完全闭环的水循环系统，人类生活用水与植物灌溉用水形成内部循环，水分利用率达到最大化。”查萍补充，还要让系统学会“自己管自己”。在太空，人员有限。所以整个系统得足够智能，能自己运行，坏了还能自己修，尽量减少人工的参与。

太空种菜，离我们还有多远？

有意思的是，科学家还在想一个问题：要不要专门为太空“定制”一种植物？曾大力团队就曾深度参与过我国“小薇稻”项目。

“这个品种株高只有30厘米左右，相当于在1米3的高度里可以种四五层，适合立体栽培。”他说，因为太空种植主要采用水培方式，科研人员们一般会筛选对重力反应较弱，也能适应水培环境的植物品种上天。

除了选择对的品种，太空育种也提供了另一种思路。太空环境中的微重力和强辐射可能改变植物的遗传结构。曾大力介绍，他们一直在和相关院校合作，筛选出产量更高、抗性更强的太空品种。

从短期看，太空种菜是深空探索的生命保障。他算了一笔账：“一个人一天需要大约1公斤的食物，100天就是100公斤。如果未来能在太空种菜，生存成本会大大降低。”

往未来畅想，这些为月球“极限环境”研发的技术，也正在反哺地球农业。为了在月球上种菜，科学家们不得不把每一滴水、每一度电、每一寸空间都用到极致。而这些“极限技术”，可以帮助地球上的农业变得更绿色、更高效。

月球，就像一个“终极考场”，逼着我们把农业技术练到极致。而这些技术，最终会回到地球，让我们的菜篮子更丰富、更安全。

内容来自：浙江省科学技术协会