太空种粮食： “我已出苗，状态良好”

人类站在地球和太空遥相对望，千百年来不断加深彼此的联系，万家灯火将银河搬到了人间，但想让太空和地球一样花团锦簇，并不是一件容易的事。

不过，科技总在进步，人类早就迈出了在太空种植物的第一步。同学们也许有一连串的问题想要问：植物的种子到了太空能萌发、生长、开花并产生种子吗？这些生长在太空的植物能用来补给宇航员吗？太空种植物与地面种植物有何不同？

[太空科学实验看“问天”]

7月24日，中国空间站问天实验舱成功发射并与天和核心舱交会对接，和问天实验舱一起飞天的还有生命生态实验柜、生物技术实验柜等科学实验柜。这些实验柜是支撑太空科学实验的先进平台。

此外，本次“旅程”还有两位“特邀嘉宾”——小南和小薇，科学家和工程师们给小南和小薇安排了一个“大房子”，让它们好好享受这趟太空“旅程”。“小南”和“小薇”是谁呀？其实，它们就是拟南芥和水稻。

7月28日，载有实验样品拟南芥（小南）种子和水稻（小薇）种子的实验单元，由航天员安装至问天实验舱生命生态科学实验柜的通用生物培养模块中。8月29日，一整个月的时间，拟南芥和水稻种子就在中国空间站问天实验舱成功萌发，并长出了幼苗。

在哪都是种粮食，空间站种的与地面种的有什么不同呢？

[在太空种粮食有哪些不一样]

在问天实验舱，我们可以看到水稻有节奏地生长，这种生长和地面的水稻不一样，它的生长呈螺旋状上升。大概在前20天特别明显，非常灵动，后期因为长太高了，在培养单元里想看这样的生长会费劲一点。

这样的生长过程在地面是看不到的，因为地面的重力作用太强了，植物要想往边上斜一下，重力立刻把它拉回来，不让它有这种明显地来回摆动。实际上，植物的生长过程大概是一种螺旋状的规律，但是这种现象在地面上会因为重力而被掩盖，在太空中观察，效果则会被放大。

多年前科研人员在天宫二号的实验中，还能看到植物会出水球。没错，植物在太空中的吐水量要比地面大一些。在地面上水球会掉下来，但在太空中水球会悬浮着，所以宇航员给水稻做了一个水回收装置，希望把小水球回收起来再缓缓回到土里，不然这些植物可能会被“自己的唾沫淹死”。

天宫二号的科研人员还观察到一个有趣的现象。在地面上，植物的根一般是扎到土里，但是在太空中，有些植物的根没扎到土里，因为它们也搞不清土在哪。探到边上有片叶子，它们误以为叶子是土，就缠着这片叶子绕一圈，然后突然感觉到是叶子不是土，它就换另外一片叶子绕一圈，发现也不是土……它们只能不断地摸索，直到把根插到土里。这在地面上是看不到的。

[小南、小薇成为“特邀嘉宾”的原因]

选择拟南芥和水稻是基于科学的考量。拟南芥和水稻都是地面上经典的模式植物，是有代表性、有普遍规律的植物。拟南芥代表双子叶、长日、十字花科植物，很多蔬菜，比如青菜、油菜等都属于十字花科。而水稻代表单子叶、短日、禾本科植物，很多粮食类作物，比如小麦、玉米等属于禾本科。

拟南芥此前已经被很多国家在太空成功做出了“从种子到种子”的实验，但是如何提高种子的产量，仍然值得研究。水稻是人类重要的粮食作物之一，养活了地球上一半的人类，它的种子可以食用，单位面积的产出比较高，而且种子一旦休眠，对环境的依赖性比较小，所以从各方面看，水稻很适合在未来的星际旅行、深空探测中使用。

水稻高秆和矮秆的生长机制、植株的夹角大小，在微重力的情况下会不会有不一样的情况，这方面的研究我们还欠缺。当然，后续还可以带很多植物上天研究，比如研究在太空环境树木怎么生长、蔬菜怎么种植等，相信太空的环境会为我们在生命科学领域打开一个新的平台。

[在太空种粮食需要做的前期准备]

为了在太空做这项实验，科研人員在地面上做了许多准备工作，尤其是水稻。

首先是选种子。要选在一个这么小的空间生长的品种，科研人员需要对这个品种的水稻进行各方面的了解，譬如它的生长、遗传背景等。选好品种后就是精选水稻种子了，上千颗备选种子由科学家筛选，每一颗种子都是放到显微镜下一点点筛选的。科研人员集中看了好多天，像“选美”一样。他们很有经验，能看出种子是不是健康、饱满、有活力、有光泽。事实上，这次选上天的种子确实100%萌发了。

因为重力因素，所以加水量也要考虑。地面的水是沉在泥土的下面，天上水不稳定，加多了怕种子淹死，少了又怕种子不够喝。水跟土之间的关系如何，都要经过很多次试验才能找到一个确切的量。好在目前实验单元的运作还是正常的。

还有泥土、营养液、种植方式，以及模拟太空的生长环境，研究人工环境怎么布置，包括选什么样的光、气体，这些都需要在地面上做多年充足的研究。研究完这些之后，还要对接硬件专家，考虑需要注意什么安全升空情况。这一套系统全部打造出来以后，科研人员还要做大量地面模拟太空的匹配实验，反复修改数据和成品，确保地面的实验先成功，所以这是一个综合大工程。

到了升空发射的那一天，火箭和实验舱的震动很大，科研人员非常担心那些小种子，担心它们会不会掉到土里或者别的地方去，所幸它们安全地上天并成功发芽了。

这次的水稻成苗看似是植物科学领域的成果，背后则是包括飞船研制、种子准备等环环相扣的结果。科学家们通过观察太空中水稻和拟南芥的生长，从现象上获得了植物在地面生长所难以掌握的信息。植株“落地”后，还将在基因等层面进行更严谨的科学研究，这些都将有助于人类在地球更好地开展生命科学、农作物的探索。