我们知道，植物正常生长必须具备适宜的光照、水分、养分（土壤）、温度和空气（气体）等环境条件。太空微重力环境下，水分养分传导和气体交换等特性与地面1G重力环境不一样。太空微重力环境会造成在植物根系周围形成一个边界层，水/气无法自动分离，植物必须依赖外力才能与周围环境进行正常物质交换。如果植物根部水分运动控制不好，极易造成根部水分过多而根系缺氧，或者水分过少而根系缺水。太空微重力条件下的水分供应是否合理将直接影响植物生长介质中的水分、氧气分布情况，进而影响到植物根系水分吸收和根系呼吸，也会影响矿质养分的流动与供给，最终影响到植物的正常生长。因此，微重力条件下的水分养分供给技术是空间植物栽培的关键。
“神十四”任务期间生菜在轨生长情况
如何实现太空“种菜”
为解决微重力条件下的水分养分供给问题，科技工作者们开展了大量的研究工作。从研究的结果来看，利用人工基质进行培养是太空植物培养的主要方式，水分的运动主要依靠基质颗粒的毛细作用力来进行。栽培基质的选择从早期的离子交换树脂、固态化琼脂，到后来的岩棉、蛭石、蒙脱石、P土、人工烧结的陶粒等，并围绕这些基质材料，研发了多种太空植物培养水分养分供应系统，应用到不同类型的太空植物栽培装置中，进行太空植物培养。
我国科研人员针对太空植物培养，也开展了大量研究工作。
在“天宫二号”种菜时使用的基质材料
天宫二号空间实验室阶段
太空蔬菜能吃吗，中国航天员科研训练中心研发了空间植物培养装置，并于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，当时并没有让航天员在轨食用，而是将植物采样带回进行生物安全性检测。
航天员景海鹏在“天宫二号”进行生菜培养试验
航天员陈冬在“天宫二号”介绍太空中的植物栽培情况
空间站阶段
原因：1、太空育种成功率太低，在辐射影响下的种子突变概率是极低的，而且完全随机；2、太空育种的条件并不具有唯一性，育种的方法有很多，各种各样的杂交、多倍体杂交、分子育种或基因工程、诱变育种等一大堆，而太空育种只是。
植物栽培基质“新升级”
二，在外太空种的，主要是供宇航员食用。一般采用无土技术栽培，加之高O3环境，病虫害会很少，蔬菜基本可以做到无公害。
目前太空植物栽培采用的栽培基质大多为细小颗粒状，尽管采用了特殊的防护措施，但还是避免不了植物栽培过程中有颗粒状基质脱落并漂浮在舱内，给航天员制造了不少麻烦。为此，科研人员在开展废弃物处理与植物培养再利用的相关研究基础上，设计了一种可生物降解、能重复利用的植物栽培基质，这种基质以块状结构形式存在，不会脱落碎屑，而且具备良好的通气、保肥和导水性能。
此外，科研人员还根据植物生长对矿质养分的需求特性规律预先在材料中添加了一定量的缓释肥料，这样就不需要在植物生长过程中再进行添加肥料等操作，可大大降低太空植物栽培管理的复杂性，也较好地解决了太空环境下植物栽培过程中根系的水分供给、养分供给和通气等技术难题。
出于安全考虑，宇航员在吃生菜之前会用消毒湿巾擦拭生菜叶子，因为在太空中无法清洗生菜。在失重的环境中，习惯的用水方式可能是一个巨大的挑战。除了不能洗蔬菜，很难给空间站上的蔬菜浇水，很难给植物浇水，因为很容易浇水。
“天宫课堂”中展示的“太空菜园”
太空诱变的蔬菜只是其本身的DNA有所变异而非外源性DNA导入,没有其他危险成分,太空蔬菜是安全的.
植物栽培装置“新设计”
中国航天员科研训练中心科研人员基于“新升级”的栽培基质，设计了一种模块化的简易太空植物栽培装置，采用开放式结构，摆脱了此前使用的“大装置”形式，航天员可以与植物随时亲密接触。植物生长所需要二氧化碳、温湿度和氧气等气体环境，和舱内航天员基本一致，植物种植操作简单，便于照料。航天员还可按个人喜好将该装置任意摆放在舱内有光照的地方，为自己的工作生活环境增添一抹绿意，还能呼吸植物释放的新鲜氧气，起到心理调剂作用。
问天舱里生长的小麦
有些可能会口感更好，有些个头更大，有些长的较快，有些抗病抗逆性强，有些每亩产量高，更有综合以上优良特性的优质品种，这些优质品种是可以推广应用的。所以不能一概而论只要是太空蔬菜就一定更好吃更营养。
神舟十四号航天员乘组在轨期间，利用该装置成功栽培了生菜、小麦和矮杆番茄等植物，验证了利用这种“新”栽培基质的空间植物培养技术。尽管该装置没有专门配备植物光照系统，仅仅利用舱内照明光源，但种植的三种植物都完成了发芽、生长发育等过程。神舟十四号航天员乘组还收获了新鲜生菜，首次实现了在轨食用。
3、种子不同：太空蔬菜种子是将普通蔬菜种子搭载于航天卫星，经过太空失重、缺氧等特殊环境变化，内部结构已发生激变。太空蔬菜安全：在自然环境中，植物种子实际上也在发生变异，只是这个变异过程极其缓慢，变异频率很低，一般称。
矮杆番茄在轨生长情况
2022年中秋节“神十四”乘组食用在轨种植的生菜
“天宫种菜梦”已经实现。目前，科研人员正基于“神十四”任务试验结果，抓紧研制功能更加强大的太空植物栽培装备，以便为航天员提供更多的鲜食蔬菜水果。期待在不久的将来，航天员能在空间站上种植收获更加多样化的蔬菜水果，丰富在轨食谱。
未来，期待更多的“绿色”丰富“太空菜园”！
资料：中国载人航天
责编 | 潘婷
