太空種糧食： “我已出苗，狀態良好”

人類站在地球和太空遙相對望，千百年來不斷加深彼此的聯系，萬家燈火將銀河搬到了人間，但想讓太空和地球一樣花團錦簇，并不是一件容易的事。

不過，科技總在進步，人類早就邁出了在太空種植物的第一步。同學們也許有一連串的問題想要問：植物的種子到了太空能萌發、生長、開花并產生種子嗎？這些生長在太空的植物能用來補給宇航員嗎？太空種植物與地面種植物有何不同？

[太空科學實驗看“問天”]

7月24日，中國空間站問天實驗艙成功發射并與天和核心艙交會對接，和問天實驗艙一起飛天的還有生命生態實驗柜、生物技術實驗柜等科學實驗柜。這些實驗柜是支撐太空科學實驗的先進平臺。

此外，本次“旅程”還有兩位“特邀嘉賓”——小南和小薇，科學家和工程師們給小南和小薇安排了一個“大房子”，讓它們好好享受這趟太空“旅程”。“小南”和“小薇”是誰呀？其實，它們就是擬南芥和水稻。

7月28日，載有實驗樣品擬南芥（小南）種子和水稻（小薇）種子的實驗單元，由航天員安裝至問天實驗艙生命生態科學實驗柜的通用生物培養模塊中。8月29日，一整個月的時間，擬南芥和水稻種子就在中國空間站問天實驗艙成功萌發，并長出了幼苗。

在哪都是種糧食，空間站種的與地面種的有什么不同呢？

[在太空種糧食有哪些不一樣]

在問天實驗艙，我們可以看到水稻有節奏地生長，這種生長和地面的水稻不一樣，它的生長呈螺旋狀上升。大概在前20天特別明顯，非常靈動，后期因為長太高了，在培養單元里想看這樣的生長會費勁一點。

這樣的生長過程在地面是看不到的，因為地面的重力作用太強了，植物要想往邊上斜一下，重力立刻把它拉回來，不讓它有這種明顯地來回擺動。實際上，植物的生長過程大概是一種螺旋狀的規律，但是這種現象在地面上會因為重力而被掩蓋，在太空中觀察，效果則會被放大。

多年前科研人員在天宮二號的實驗中，還能看到植物會出水球。沒錯，植物在太空中的吐水量要比地面大一些。在地面上水球會掉下來，但在太空中水球會懸浮著，所以宇航員給水稻做了一個水回收裝置，希望把小水球回收起來再緩緩回到土里，不然這些植物可能會被“自己的唾沫淹死”。

天宮二號的科研人員還觀察到一個有趣的現象。在地面上，植物的根一般是扎到土里，但是在太空中，有些植物的根沒扎到土里，因為它們也搞不清土在哪。探到邊上有片葉子，它們誤以為葉子是土，就纏著這片葉子繞一圈，然后突然感覺到是葉子不是土，它就換另外一片葉子繞一圈，發現也不是土……它們只能不斷地摸索，直到把根插到土里。這在地面上是看不到的。

[小南、小薇成為“特邀嘉賓”的原因]

選擇擬南芥和水稻是基于科學的考量。擬南芥和水稻都是地面上經典的模式植物，是有代表性、有普遍規律的植物。擬南芥代表雙子葉、長日、十字花科植物，很多蔬菜，比如青菜、油菜等都屬于十字花科。而水稻代表單子葉、短日、禾本科植物，很多糧食類作物，比如小麥、玉米等屬于禾本科。

擬南芥此前已經被很多國家在太空成功做出了“從種子到種子”的實驗，但是如何提高種子的產量，仍然值得研究。水稻是人類重要的糧食作物之一，養活了地球上一半的人類，它的種子可以食用，單位面積的產出比較高，而且種子一旦休眠，對環境的依賴性比較小，所以從各方面看，水稻很適合在未來的星際旅行、深空探測中使用。

水稻高稈和矮稈的生長機制、植株的夾角大小，在微重力的情況下會不會有不一樣的情況，這方面的研究我們還欠缺。當然，后續還可以帶很多植物上天研究，比如研究在太空環境樹木怎么生長、蔬菜怎么種植等，相信太空的環境會為我們在生命科學領域打開一個新的平臺。

[在太空種糧食需要做的前期準備]

為了在太空做這項實驗，科研人員在地面上做了許多準備工作，尤其是水稻。

首先是選種子。要選在一個這么小的空間生長的品種，科研人員需要對這個品種的水稻進行各方面的了解，譬如它的生長、遺傳背景等。選好品種后就是精選水稻種子了，上千顆備選種子由科學家篩選，每一顆種子都是放到顯微鏡下一點點篩選的。科研人員集中看了好多天，像“選美”一樣。他們很有經驗，能看出種子是不是健康、飽滿、有活力、有光澤。事實上，這次選上天的種子確實100%萌發了。

因為重力因素，所以加水量也要考慮。地面的水是沉在泥土的下面，天上水不穩定，加多了怕種子淹死，少了又怕種子不夠喝。水跟土之間的關系如何，都要經過很多次試驗才能找到一個確切的量。好在目前實驗單元的運作還是正常的。

還有泥土、營養液、種植方式，以及模擬太空的生長環境，研究人工環境怎么布置，包括選什么樣的光、氣體，這些都需要在地面上做多年充足的研究。研究完這些之后，還要對接硬件專家，考慮需要注意什么安全升空情況。這一套系統全部打造出來以后，科研人員還要做大量地面模擬太空的匹配實驗，反復修改數據和成品，確保地面的實驗先成功，所以這是一個綜合大工程。

到了升空發射的那一天，火箭和實驗艙的震動很大，科研人員非常擔心那些小種子，擔心它們會不會掉到土里或者別的地方去，所幸它們安全地上天并成功發芽了。

這次的水稻成苗看似是植物科學領域的成果，背后則是包括飛船研制、種子準備等環環相扣的結果。科學家們通過觀察太空中水稻和擬南芥的生長，從現象上獲得了植物在地面生長所難以掌握的信息。植株“落地”后，還將在基因等層面進行更嚴謹的科學研究，這些都將有助于人類在地球更好地開展生命科學、農作物的探索。