太空农业：探索太空中的食物生产 (太空农业需要什么条件)

文章编号：17969 / 分类：互联网资讯 / 更新时间：2024-04-30 18:59:49 / 浏览：次

随着人类探索太空的步伐加快，在太空中生产食物变得至关重要。太空农业提供了在远离地球的环境中种植和收获食物的可能性，它具有多种潜在优势，包括减少对地球资源的依赖、提高宇航员的健康状况以及支持长期太空任务的可持续性。

太空农业需要什么条件

在太空中种植食物需要满足一些特定条件，包括：

光照：植物需要光合作用来产生食物，因此太空农业设施必须提供足够的照明。
水分：水是植物生长必不可少的，因此太空农业设施必须能够提供稳定的水源。
养分：植物需要氮、磷、钾和其他养分才能茁壮成长。这些养分必须通过土壤培养基或水培溶液提供。
温度控制：植物在特定的温度范围内生长最佳，因此太空农业设施必须能够调节温度。
重力：在太空中，重力几乎不存在，这给植物生长带来了独特挑战。太空农业设施必须模拟重力或开发替代方法来支持植物根系的生长。

太空农业的技术

有几种技术可以用来在太空中种植食物，包括：

土壤栽培：在传统的土壤中

揭秘太空菜园的栽培神器

太空菜园的栽培神器就是水肥一体化技术。

水肥一体化技术是一种将灌溉与施肥相结合的技术，通过将作物所需的养分和水分以液态或雾态的形式直接输送到作物的根部，从而提高作物的产量和品质。这种技术的优点在于能够显著提高水肥的利用率，同时减少水肥的浪费和环境污染。

太空菜园是利用空间环境资源进行农作物种植的新型农业模式。由于空间环境的特殊性，太空菜园的栽培条件和地球上的栽培条件有很大的不同。而水肥一体化技术正是解决这一问题的关键。

水肥一体化优势

这项技术的优点是灌溉施肥的肥效快，养分利用率提高。可以避免肥料施在较干的表土层易引起的挥发损失、溶解慢，最终肥效发挥慢的问题；尤其避免了铵态和尿素态氮肥施在地表挥发损失的问题，既节约氮肥又有利于环境保护。

所以水肥一体化技术使肥料的利用率大幅度提高。据华南农业大学张承林教授研究，灌溉施肥体系比常规施肥节省肥料50%~70%；同时，大大降低了设施蔬菜和果园中因过量施肥而造成的水体污染问题。由于水肥一体化技术通过人为定量调控，满足作物在关键生育期“吃饱喝足”的需要，杜绝了任何缺素症状，因而在生产上可达到作物的产量和品质均良好的目标。

太空种菜还能调节航天员情绪

太空种菜能调节航天员情绪，是因为植物能为航天员提供绿色鲜活的环境，通过照料植物可以缓解航天员压力，正向调节航天员心理情绪。

太空种植蔬菜要比地面上种菜复杂很多，除了对抗太空微重力等特殊条件之外，太空种菜同样需要满足植物生长所需要的光照、温度、气体成分和水肥营养供给等基本条件。不过，太空种菜不仅能为航天员提供食物、氧气和水，还能为航天员提供绿色鲜活的环境，通过照料植物可以缓解航天员压力，正向调节航天员心理情绪。

中国航天员于2016年在“天宫二号”成功进行了生菜的在轨培养试验，这次是我国首次在太空人工栽培蔬菜，随着中国空间站进入常态化运营，航天员在轨工作生活长达半年之久，对新鲜蔬菜，以及太空绿色鲜活环境的需求增加，植物种植的面积和数量将会越来越大。

太空种菜的意义

首先，蔬菜的种植可以让航天员们更好地适应太空生活，增强身体健康和免疫力。其次，太空种植也为地球上的农业提供了一些新的思路和方法，例如可以利用LED灯提供光照，减少对土地和水资源的依赖。最后，太空种植也可以为未来的太空探索提供一些技术和经验，为人类未来在太空中生存和发展提供更多的可能性。

太空种植虽然困难重重，但也是人类不断探索和发展的一部分。通过不断的研究和探索，相信未来我们能够在太空中种植出更多美味的蔬菜，为太空探索和人类发展贡献更多的力量。

为什么要在太空种植蔬菜

在太空种植蔬菜可以为长期在太空中生活的航天员提供新鲜食物，增强他们的身体健康和免疫力。此外，这一技术也为地球上的农业发展带来了新思路，例如使用LED灯提供光照，减少对土地和水资源的依赖。同时，太空种植也为人类未来在太空的探索和生存提供了宝贵的技术和经验。尽管太空环境与地球截然不同，给种植蔬菜带来了巨大挑战，但这也是人类不断探索和发展的体现。在太空种植蔬菜面临着重重困难，因为植物生长需要水、二氧化碳、氧气等营养元素以及适宜的环境，而太空的失重环境对这些条件提出了新的要求。太空蔬菜的种植不仅需要特殊的种子，这些种子经过太空环境的刺激后，其内部结构会发生改变，经过地面上的农业专家多年培育才能成为可种植的品种。例如，中国的“神舟”号飞船就曾经搭载过多种植物种子进行太空实验，这些种子经过太空旅行后，其营养成分会有显著的提升，如太空蔬菜的维生素含量通常是普通蔬菜的两倍以上，对人体有益的微量元素含量也有显著提高。总的来说，太空种植蔬菜是一项充满挑战但也充满希望的领域，它不仅为航天员提供了健康食物，也为地球农业和人类太空探索开辟了新的道路。

太空水稻是怎样培育出来的太空水稻的培育方法

1. 太空稻种曾伴随嫦娥五号任务登上了月球，经过大约23天、76万公里的“环月旅行”后，这些种子返回至华南农业大学国家植物航天育种工程技术研究中心进行种植实验。研究表明，在这次太空旅程中，水稻种子经历了微重力、太阳黑子爆发等独特环境条件，这些条件可能对水稻的基因产生了变异影响。 2. 太空稻种子内含有大约4万个基因。这些基因在经历深空环境的改变后，可以通过先进的科技手段进行定向跟踪和分析。这样，研究人员就能从中发掘出具有潜在利用价值的优良基因。在地面实验中，研究人员通常会使用射线、雹线、重离子等辐射方法，或者创建模拟微重力环境的实验条件来诱导种子发生变异。 3. 在种植太空稻时，需要注意秧苗种植后的病虫害防治。通常，种植后一周左右，秧苗可能会遭受尺蠖、卷心虫等害虫的侵害。因此，必须及时采取喷药等措施进行防治，以避免害虫数量过多，减少稻苗损失，确保最终产量不受影响。

太空农业

太空农业(Space Agriculture)是继地球农业、海洋农业以后，以航天技术为基础，开发利用太空环境资源而开辟的一个崭新的农业领域。其中包括利用卫星或高空气球携带搭载作物种子、微生物菌种、昆虫等样品，在太空宇宙射线、高真空、微重力等特殊条件作用下，诱发染色体畸变，进而导致生物遗传性状的变异，快速有效地选育新品种的空间诱变育种；利用卫星和空间站在太空环境下直接种养生产农产品，用于解决太空人员的食物来源，甚至返销地面以补稀缺。俄罗斯1997年进行模拟太空蔬菜水培试验，成功地种出“月球生菜”、“宇宙胡萝卜”、“外太空番茄”等。同年俄罗斯农业科学院和国家宇宙局在“和平号”太空站上的太空温室里试种的“太空小麦”又获成功。目前美国、日本的科学家也正在联合攻关，将甘薯种在航天器里，不仅可以补充舱内氧气，而且可供宇航员食用。可见，太空这一无菌、高洁净、高真空、微重力、强辐射的得天独厚的特殊环境，也是食品资源向新领域延伸的一个新舞台。自1987年以来，我国育种工作者富有独创性地首先开始利用返回式卫星和高空气球搭载农作物种子，进行空间诱变育种研究取得了一批极有价值的研究资料和成果，获得了一些对产量有突破性影响的罕见突变，选育出一些有应用前景的新品系。这一方法的特点是变异幅度变大、有益变异增多、育种周期缩短，如1987年利用高气球搭载的甜椒品种龙椒二号，经连续多年混合选择，已培育出果重达250克以上，增产120%的早熟新品系。 1987年利用高空气球搭载了粳稻品种中作59和海香，其M2代在11个性状上均出现广幅的分离，不仅从中获得了产量、品质明显改进的新品系，而且从中选育出能够恢复籼型雄性不育系育性的粳稻恢复基因突变系，这是迄今利用其它手段难以获得的罕见突变，它将对水稻亚种间杂种优势利用产生重大影响，目前已从中选育出10多个综合农艺性状好、恢复力强的恢复系，以其配制的杂种一代优势显著，可望很快应用于生产。 1992年利用高空气球搭载的水稻品种ZR9，经三年选育，获得早熟、高产、优质的新品系--航育1号，亩产最高达700公斤，目前正在进行生产试验和试种，等等。利用航天技术进行农作物育种工作是一个具有中国特色的新兴研究领域，虽然从总体上来说，目前仍处于起步阶段，但已显示出诱人的前景，和生物技术、核技术农业应用等一样，空间技术育种将成为促进我国粮食增产，缓解粮食压力的一条有效途径。粮食问题将是一个长期的带有根本性的战略问题，任何时候都不能有丝毫放松。而解决粮食问题必须依靠科技进步也将是长期的带有根本性，航天育种虽然是新生事物，却已显示出其活力和生命力，加上在国际上的优势和特色，应当从我国国情出发，给予必要的扶植和支持，特别是九五期间，要在以往工作的基础上，加强总体规划，系统统筹，精心设计，组织农业育种和航天技术两方面的精干技术队伍，基础研究和应用、开发研究相结合，宏观研究和微观研究相结合，高新技术和常规技术相结合，跨部门、跨专业团结协作，进行联合攻关，重点开展地面育种应用和机理研究及模拟试验、搭载设备研制两大方面工作。农业部门和航天部门有合作、有分工，相信在国家计委、科委的支持下，会使这一高新技术尽快地在农业生产中发展大作用，为农业上新台阶，解决我国粮食问题做出新贡献。作为农业主管部门，支持促进农业发展的科技发展，是我们义不容辞的责任，我们将精心组织技术队伍，精诚地和航天部门、航天专家们一起，共同努力，推动航天育种事业的迅速发展。航天育种前途无量！

你还知道太空培育技术有哪些吗?

太空育种又称空间诱变育种或航天育种,是集航天技术、生物技术和农业育种技术于一体的育种新途径,是当今世界农业领域中最尖端的科学技术之一.它是利用卫星、高空气球或者是载人飞船将作物种子、微生物菌种等样品搭载至太空,利用空间微重力、高真空、高洁净、大温差、弱磁场和高能粒子辐射等在地球无法模拟的太空条件,对生物材料进行诱变,促使物种遗传基因发生突变,再返回地面选育新种质,培育新品种.由于亿万年来地球植物的形态、生理和进化始终深受地球环境的影响,一旦进入太空,其微重力水平、真空度、质子、电子的辐射含量以及大气结构、气温、空气密度、压强、地磁强度、辐射流和强烈的紫外线照射等条件均与地面有很大差异,这些空间条件都有可能引起微生物遗传性变异,从而使人类获取具有优良性状的新种质资源.与传统的地面诱变育种相比,太空育种具有变异辐度大、有益变异多、稳定性强、育种周期短等特点.常规育种一般需要.. 5～8年的时间,而太空育种只需要.. 3～4年,这样就大大地加快了育种的速度.并且太空育种能够产生不育系,为进一步进行地面杂交,培育新品种提供了新的种质资源.同时,利用太空育种可以大幅提高作物产量和作物抗性,改良作物品质.除此之外还有更重要的一点,就是太空育种与转基因食品相比不存在安全隐患问题,太空育种实际上只是.. DNA内部发生重组、突变所产生的变异,属于内源基因的改良,并没有外援基因的加入,所以不存在基因安全问题.因而太空育种是培育高产、优质、早熟、多抗,并且安全的良种的有效途径.

宇航员首次尝到太空种植生菜，航天员们是如何在太空上种植蔬菜的？

宇航员首次尝到太空种植生菜，航天员们是如何在太空上种植蔬菜的？航天员先把栽培装置安装好，然后为这些种子浇过水，经过播种铺膜之后就让菜正式的在太空安家了。直接航天员还会用补光灯，为蔬菜提供足够的营养和光照，虽然是太空失重环境，但是仍然会努力向上的生长。其次还要给这些蔬菜不停的间苗和补水，把这些菜经过种植之后，剪掉根和叶子放入到处置装置里面，直接完成种植。

把栽培装置安装好，铺好膜就可以了

这些宇航员们首次尝到了在太空种植的生菜的味道，那么这些航天员是怎么在太空上面种菜的呢？让我们来看一下这些航天员先把一些栽培装置给安装好，然后为这些种子浇水播种，然后把种子的表面铺上一层膜之后这个菜种子就在太空正式安家。过了一天航天员把薄膜给撕开种子就直接发芽了。

用补光灯为菜提供营养，菜长得非常好

航天员把这个薄膜给撕开之后，种子就已经发芽了，然后让这个太空当中有模拟日光的景象，就可以用补光的。用补光灯为这些菜提供充足的营养，然后进行照射。虽然太空是失重环境，但是这些菜依旧会努力的向上生长，而且会比在地面上长得更高更好看。这里面种植的菜看起来，比地面上面种植的会更加新鲜一点。

剪掉根和叶子，放入到装置完成

把这些菜必须要分开，因为每一个苗生长的不一样，我们可以进行一定的补充和间苗。把长得不好的菜连根拔除，然后留下全新的菜苗看起来比这个地面的更新鲜更绿。然后种植完成之后，就把叶子和根茎剪掉，放入到低温储蓄装置中，太空之旅也算是圆满的完成了。

怎样发展太空农业？

近年来，世界航天大国的航天业发展趋势是竞相向民用发射倾斜，国际社会在空间领域进行着更广泛的合作。过去，美国与前苏联两家的航天器互为保密封锁，而今天，美国和俄国却成为“伙伴”。对于远征火星，美俄等国科学家已考虑采取联合行动。并一再声称，空间活动将向民用部门倾斜，将转向注重开发周期短，成本低，风险小，有效益的项目。如制造卫星以及利用航天飞机为用户搭载动植物等。

当前，美国正大力开展太空植物研究。在佛罗里达州成立了肯尼迪太空研究中心后，又在北卡罗来纳州大学新近建立了引力生物学中心。科学家将开始研究适于太空旅行的植物。在远距离的太空旅行中，不仅人要适应无引力状态，而且为人提供食物和氧气的植物也是如此。他们选题研究的重点是钙如何影响植物对引力作出反应的能力。在植物对环境反应过程中，钙似乎是最重要的化学元素。研究人员将通过用基因技术让植物控制的能力发生变化，以最终开发出更加适于太空旅行的植物。肯尼迪太空研究中心的一项试验，是让一名化学家与3万株小麦共同生活15天。试验结果表明，这些小麦为人提供了维持生命所需的氧气。

目前，美、日、西欧在制定的21世纪太空计划中，将植物在密封太空舱内的生长和功能列为研究重点，并着手筹建太空农场。美国耗巨资进行太空植物的试验研究，其目的在于提示和充分证明宇宙飞船最终要成为“会飞的农场”。

国内外科学家充分利用空间的自然辐射，特别是高能粒子和微重力对植物细胞功能的协同作用，诱导细胞生理生化变化和遗传变异，从而培育出植物新品种。实验证明，太空飞行可使许多植物细胞的染色体畸变率提高，通过空间诱变处理，能够选育出优良的新品种。

太空育种始于1984年，美国航空航天局教育处、太阳辐射研究中心和Park种子公司三方合作，将大量蕃茄种子运入太空长期飞行器中，1990年由“哥伦比亚号”航天飞机取回。结果表明，这些种子发芽快、幼苗生长正常、后期发育良好、果实丰硕。据悉中国科学院上海植物生理研究所，1995年收割的第4代“太空小麦”和其他良种一样，金黄色的麦穗上结满了饱满的籽粒。与第3代“太空小麦”相比，它的长势更旺，麦穗更长，结穗更多，麦粒硕大壮实，并有较强的抗赤霉病能力。经测算，亩产可达352千克，比未经太空飞行的多28千克，蛋白质含量高出9％。浙江农科院的专家，历时3年，选育成的“航育1号”水稻新品系，单株理论产量从22.4克增加到32.8克，亩产由原来的400千克上升到600千克左右，增产幅度为40％以上，而且抗倒伏，早熟高产，穗大粒多，精米率高，适口性好。新品种生长期缩短约15天，株高降低约14厘米，并有抗稻瘟病和白叶枯病等优越性。

利用太空所特有的条件，改良植物品种前景广阔，并为加快培育优质高产农作物品种开辟了崭新的途径，也为科学家深入研究提出了新课题。

国内外的太空试验证明，对太空农业来说，与地球上的无土栽培大不一样，植物不能以水滴的形式吸收水分或养分。在失重或仅有一点离心模拟重力的情况下，为防止液体流失，水分必须具备水膜的形态才能被植物吸收。

在太空的特有条件下，筛选何种植物作为它的“宠儿”呢？目前，美国和日本的科学家正在联合攻关，拟将甘薯作为未来的太空作物，种在航天器中，供宇航员食用。甘薯之所以得此宠幸，是因为它营养丰富，含有多种人体需要的营养物质。经测定，每500克甘薯约产生热能635千卡，含蛋白质11.5克，糖14.5克，脂肪1克，磷100毫克，钙90毫克，铁2毫克，胡萝卜素0.5毫克，还含有维生素B１、B２、C等。有很高的药用价值，对于防止便秘和直肠病大有裨益。还含有类似雌性激素的物质，对于保护皮肤、延缓衰老极有利，并能提高免疫力，促进胆固醇排泄，维护动脉血管的弹性。最近，美国生物学家发现，甘薯中富有的一种化学物质可用来预防结肠癌和乳腺癌。日本癌症预防研究所对26万人的饮食生活与癌的关系进行了调查，发现熟、生甘薯对癌的抑制率分别为98.7％和94.4％，高居于蔬菜抗癌之首，超过了人参的抗癌功能。另外，甘薯适应性强，易栽易活，产量高，只需一小段蔓茎，一小块切片，甚至一片萝叶，就能生根成活。种植在航天器内既能补充舱内氧气，形成一个小小的生态循环密闭环境，还能作为宇航员的新鲜食品。

目前，美国航空航天局科学家在佛罗里达州肯尼迪太空研究中心的特殊实验室里，采用液体栽培法，在全封闭的环境下进行土豆生长情况的试验。结果表明，这项试验中的土豆植株产生的氧气足够一名宇航员使用。土豆和甘薯一样还可以为宇航员提供食物和能量。科学家还收集了土豆叶子排出的“纯水”。用它制成饮用水可供4个人食用。

科学家们期望，关于植物对人的基本生命维持系统的研究将会使人类登上火星变成现实。火星之旅预计需要3年时间的长途飞行，但只要种植面积足够，并种上甘薯和土豆等作物，宇航员就可以在飞行中无饥渴之忧而长期生存。