天宮二號(hào),也叫天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室,是繼天宮一號(hào)后,我國(guó)自主研發(fā)的第二個(gè)空間實(shí)驗(yàn)室,也是我國(guó)*個(gè)真正意義上的空間實(shí)驗(yàn)室。2016年9月15日,天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射成功,而隨著它一起升空的,還有一個(gè)微型培養(yǎng)箱,里面種植著水稻、南芥等農(nóng)作物種子。
*近,天宮二號(hào)完成了自己兩年的在軌飛行任務(wù),達(dá)到了設(shè)計(jì)壽命,即將帶回100多項(xiàng)科研成果,這其中,也包括那臺(tái)微型培養(yǎng)箱?,F(xiàn)在,培養(yǎng)箱中的水稻和南芥種子變成了什么樣?
我國(guó)*完成“從種子到種子”
全過(guò)程空間植物培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)
隨著航天航空技術(shù)的發(fā)展,這兩年,“太空農(nóng)業(yè)”成為農(nóng)業(yè)科技的新熱詞。我們經(jīng)常聽(tīng)說(shuō),農(nóng)作物種子隨著飛船飛到太空,但是*后這些種子變成了什么樣呢?*近,天宮二號(hào)給了大家準(zhǔn)確的答案。
天宮二號(hào)在軌運(yùn)行兩年多來(lái),開(kāi)展了眾多空間科學(xué)和應(yīng)用實(shí)驗(yàn),其中也包括完成我國(guó)*高等植物“從種子到種子”的空間長(zhǎng)周期培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)。什么叫“從種子到種子”呢?以前,咱們國(guó)家已經(jīng)多次利用返回式衛(wèi)星開(kāi)展過(guò)農(nóng)作物搭載飛行實(shí)驗(yàn),但由于在太空中時(shí)間有限,研究人員*多只能展開(kāi)種子萌發(fā)、幼苗生長(zhǎng)階段的農(nóng)作物太空生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)。這*,天宮二號(hào)在太空停留了兩年,飛船上的種子當(dāng)然就有足夠的時(shí)間,完成開(kāi)花結(jié)果的生長(zhǎng)全過(guò)程。
以前,咱們的節(jié)目里和大家科普過(guò)太空種植農(nóng)作物的方法。飛船一般都配有一臺(tái)微型培養(yǎng)箱,這臺(tái)培養(yǎng)箱擁有LED燈光,可以模擬太陽(yáng)光的照射,同時(shí)也可以通過(guò)營(yíng)養(yǎng)液對(duì)農(nóng)作物進(jìn)行無(wú)土栽培,不僅如此,這臺(tái)微型培養(yǎng)箱還可以回收植物吐出的水汽,并且進(jìn)行循環(huán)使用??芍^解決了植物生長(zhǎng)的所有要素。
太空里長(zhǎng)大的農(nóng)作物
還有這些有趣的特點(diǎn)
經(jīng)過(guò)將近兩年的觀察研究,*近,這些前往太空的種子終于順利開(kāi)花結(jié)果了。而這些在太空里長(zhǎng)大的農(nóng)作物,也有著很多有趣的特點(diǎn)。
科研人員發(fā)現(xiàn),在太空生長(zhǎng)的水稻和南芥,它們的生長(zhǎng)周期都比地球上長(zhǎng)很多,這主要是由于失重原因影響了植物的“點(diǎn)頭運(yùn)動(dòng)”,也就是影響了植物細(xì)胞的周期性生長(zhǎng)。然而,天宮二號(hào)的研究還發(fā)現(xiàn),植物在太空中雖然開(kāi)花晚、長(zhǎng)得慢,但衰老速度也比較慢,壽命顯著延長(zhǎng)。以南芥為例,“長(zhǎng)日”條件下,太空里的植株比在地球要多活65天,如果從“短日”轉(zhuǎn)到“長(zhǎng)日”,植株則比地面多活456天。
除此以外,由于失重原因,太空中生長(zhǎng)的農(nóng)作物一般方向感也都很差。我們知道,在地球上,植物的根系總是跟著地球引力的方向生長(zhǎng),莖卻向著相反的方向生長(zhǎng)。但是在太空,由于沒(méi)有了地球上的重力引導(dǎo),植物根和莖的生長(zhǎng)方向也開(kāi)始變得混亂。雖然飛船上設(shè)計(jì)了特殊的空間裝置,可以固定植物,讓植物按照合理的方式有序生長(zhǎng),但*終呈現(xiàn)出的樣子還是橫七豎八,有些雜亂。
當(dāng)然,失重給植物生長(zhǎng)帶來(lái)的影響還有很多。剛剛提到,種植植物的微型培養(yǎng)箱有回收水份的功能,但是由于太空失重情況嚴(yán)重,結(jié)果發(fā)現(xiàn),太空中的水并不能有效地通過(guò)培養(yǎng)箱回收到土壤中,也就是說(shuō),現(xiàn)在太空植物種植還做不到水份的循環(huán)使用。
不過(guò),科研人員也有意外的收獲,他們發(fā)現(xiàn),在太空微重力的條件下,水稻的吐水活性明顯增強(qiáng)。利用這一特性,以后,農(nóng)作物在太空里也可以起到制備凈化水的作用,這對(duì)于在太空中制造珍貴水資源具有重要的意義。
對(duì)于這些新發(fā)現(xiàn),此次課題的研究人員表示,高等植物是空間生態(tài)系統(tǒng)得以持續(xù)的關(guān)鍵因素。如何利用植物在空間生產(chǎn)糧食與蔬菜,供人類長(zhǎng)期空間生活需求,是載人航天必須要解決的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題之一?,F(xiàn)在,高等植物在太空開(kāi)花結(jié)果的愿望已經(jīng)成為事實(shí),而后面,更多的問(wèn)題還在等待著解決,相信隨著科學(xué)和技術(shù)的發(fā)展,太空種植農(nóng)作物的技術(shù)還會(huì)取得更大突破。
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