在尿液中種植番茄

魏道培

用宇航員尿液和汗液種植食物

《火星人》電影給觀眾展現(xiàn)了人類在火星上依靠人類排泄物種植番茄，然后依靠食用番茄生存的景象。這正是德國太空局正在研發(fā)的技術(shù)。科隆附近的太空實(shí)驗(yàn)室內(nèi)有一間擁擠的辦公室，辦公桌一側(cè)放著一個(gè)個(gè)方形塑料容器，每個(gè)容器上方設(shè)置著粗大的煙筒式管道，一排排一列列容器內(nèi)裝滿尿液，另一側(cè)的書架上則放滿各類科學(xué)著作、文件圖標(biāo)和相關(guān)論文。這里被稱作霍斯雷吉太空實(shí)驗(yàn)室。據(jù)稱，在這里種植出來的是番茄。

容器上方是約有1米高的透明塑料圓柱筒。柱筒內(nèi)是郁郁蔥蔥濃密的番茄葉遮蓋下的鮮艷果實(shí)，看上去長勢良好，并且還在不斷的開花結(jié)果。記者不禁問道，“這可以吃嗎？”

這里的一位植物生理學(xué)者回答說，“當(dāng)然”。接著，他就打開蓋子從里摘下一顆歐元硬幣大小的紅番茄遞給記者。“哇，又苦又澀，不好吃！”然而，這的確是健康可食用的番茄。

截至目前，所有宇航食品均靠太空飛船從地面運(yùn)輸至國際空間站。宇航員在太空站內(nèi)僅能用水耕法種植少量的萵苣、白菜。雖然不能夸口說這類番茄美味可口，但卻是未來宇航食品研發(fā)的方向。這種植物將在太空飛行的宇宙飛船里生長，而這種尿缸、管道和植物都是特別為月球與火星旅行設(shè)計(jì)的原型系統(tǒng)。宇航員所需水分則主要來自他們的尿液。洗漱、汗液和廁所內(nèi)產(chǎn)生的所有液體垃圾幾乎要全部通過特制復(fù)雜的加工過程回收利用。

的確，宇航員若需要長時(shí)間生活在月球或火星上，他們就需要自助式可持續(xù)性食物供應(yīng)鏈。而諸如人體所需的鹽分其實(shí)也可以從尿液中提取。

讓尿液長出番茄之謎

霍斯雷吉太空實(shí)驗(yàn)室另一處不斷有尿液通過管道輸入各容器內(nèi)。的確，地球是個(gè)封閉的生物體系，各類植物不斷制造著氧氣和食物，地球上因此才有了如此眾多的各類生物，并且所有的生物都可以得到降解變?yōu)槟嗤痢Ｈ魶]有這一封閉的體系，那么任何長期的可持續(xù)性生物圈都將成為不可能。

當(dāng)然，這里的所有尿液屬于人造的，它與天然人排泄的尿液擁有同等的化學(xué)成分，當(dāng)然也有人自愿捐獻(xiàn)的尿液。這些一排排灰色塑料管道內(nèi)的尿液要依據(jù)太空環(huán)境發(fā)泡，以便為管內(nèi)植物吸收。每根較小的管道每天能循環(huán)處理一位宇航員的尿液，而每根大型管道則能循環(huán)處理4-6位宇航員的尿液。

地球上無土栽培技術(shù)早已不是新聞。而這里的番茄種植技術(shù)則是利用管道內(nèi)盛滿的懸浮石，即固態(tài)熔巖石，石中存在無數(shù)孔洞，以便細(xì)菌繁殖生長。微生物依賴管道供應(yīng)的尿液營養(yǎng)，其中細(xì)菌則將氨氣轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽，另一些則轉(zhuǎn)化為硝酸鹽，即植物生長的肥料。這樣的循環(huán)生長素猶如天然植物依賴的土壤與水分。在這個(gè)生物循環(huán)圈內(nèi)，尿液也與殘食與從植物落下的腐敗樹葉一樣，成為植物生長必需的養(yǎng)料。事實(shí)上，經(jīng)處理的尿液是沒有氣味的，經(jīng)降解的尿液迅速變?yōu)槎趸己桶睔狻６?xì)菌生長也非常迅速。依靠這種循環(huán)原理，德國太空中心（DLR）科研團(tuán)隊(duì)打算將這個(gè)系統(tǒng)送入國際空間站，即在太空進(jìn)行再生有機(jī)食品的生產(chǎn)。而在太空中種植的土壤完全依靠微型圓柱栽培溫室。

征服太空，首要面臨的是如何將排泄物變?yōu)槭澄?/p>

歐洲宇航局獵鷹9號(hào)宇宙飛船將要把裝有番茄種子的合成尿液和細(xì)菌繁殖箱帶入太空。國際空間站也將首次模仿月球引力狀態(tài)下的溫室效應(yīng)，同時(shí)也將模仿實(shí)驗(yàn)火星引力下的第二溫室效應(yīng)。此外，番茄植物也將生產(chǎn)比二氧化碳多得多的氧氣。依靠這套循環(huán)系統(tǒng)，用宇航員的排泄刺激植物生長，同時(shí)也讓植物生長出更多宇航員需要的氧氣和水分。

與之同時(shí)，太空植物的生長液將得到有效的監(jiān)控，監(jiān)控植物生長的攝像頭達(dá)16套之多，每天收集的數(shù)據(jù)都將發(fā)回地球。這當(dāng)然不是第一次在太空種植番茄，卻是首次在太空封閉的系統(tǒng)中種植植物。一旦試驗(yàn)成功，那么人類在地球以外的地方種植植物也將成為可能，并且也將向人類提供一種有效處理排泄物并再利用的最好方式。

對(duì)科學(xué)家來說，人類排泄出的糞便沒有像尿液一樣金貴，但卻含有豐富的鉀元素，這可經(jīng)打包成為最好的太空肥料并可在太空中焚毀。然而，糞便由于帶有病原體，在太空中也需要很好的處理，否則太空中的病原體也可能制造太空災(zāi)難。

人類在任何時(shí)候都離不開卡路里，因此需要培育更多的太空土豆、太空黃瓜和太空番茄等等，并且還需要蛋白質(zhì)和脂肪。不僅如此，德國科學(xué)家也在利用尿液實(shí)驗(yàn)生產(chǎn)水藻脂肪。是的，未來的月球或火星之旅，人類不應(yīng)有過多的垃圾拋入太空。每一種廢棄物都應(yīng)有效的循環(huán)利用。這是人類征服遙遠(yuǎn)星空最需要面對(duì)的挑戰(zhàn)。當(dāng)然，人類還不能期望太空食品贏得米其林食品獎(jiǎng)。

編輯：成韻 chengyunpipi@126.com