2035年，好莱坞科幻巨制《火星救援》，宇航员马克·沃特尼自制的蔬菜大棚漏气爆炸，土豆在火星上灭绝。

2057年，j2直播，灾难科幻片《太阳浩劫》，伊卡洛斯2号途径水星时，植物仓失火，飞船氧气余量告急。

2061年，美国国家地理拍摄的科幻纪录片《火星时代》，因基地遭遇火星沙暴，植物学家保罗博士精心照料的小麦死于电力不足。

很久很久之后（年代不可考），老牌环保主义电影《宇宙静悄悄》，地球环境恶化，宇航员洛厄尔将人类最后一片绿洲送进深空。

是的，如你所见，就算是非常理想化的文艺作品，也不敢把“在太空种菜”这件事说的那么容易。

　　电影《火星救援》中，宇航员马克·沃特尼在火星上种植土豆。图片来源：NASA/Peter Mountain

关于未来农业的想象总是十分美好：漂浮在海洋和天空的城市里，枝叶在透明穹顶下肆意生长，水上世界风格的植物工厂遍布异星荒原。然而，在太空里当农夫是件倒霉差事。除了进取号上的红衫军，植物学家也是宇宙里的高危职业。密闭环境里的种植关乎食物供给、水氧循环、空间分配和成员的心理健康，还会因为各种稀奇古怪的理由而引发意外，比如温室漏气、连日沙暴、运费过高，或者仅仅是，嗯，宇航员排便过多。

自制一份合格、适口、健康无毒的太空口粮，都需要注意什么？鉴于以下知识会帮你的曾曾曾曾孙女在外星活下来，我们强烈建议你从头到尾仔细阅读。

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　　人造光源：淡粉色的太阳

在由植物所和福建三安集团共建的中科生物植物工厂内，灯光神似80年代街机厅——蓝、红、绿色的LED发光二极管以某种规律排列，把生菜叶上每一根绒毛照得清清楚楚。长久以来，科幻小说营造了一种错觉：光源比氧气和水更好解决。《火星救援》的作者安迪·威尔在小说原著中写道，火星栖息舱内的照明足以为土豆提供“大量日光”。但其实，白炽灯、荧光灯这些常见光源的光谱很杂，转化率低。换句话说，就是费电。

植物的生物量90%来源于光合作用，但植物并不是吸收所有的光：它们更青睐可见光的蓝色和红色部分，比例超过60%，因此，适当比例的红蓝复合光就能满足基本的生长需求。至于红外、紫外光，就算没有也不造成损失。

传统认为温度和二氧化碳是影响植物产量和品质的关键，但调节光源效率更高。上世纪80年代后期，NASA（美国宇航局）首次采用LED充当光源。他们在第一批测试中用红色LED照射小麦，但长出的麦子细得离谱，而且像漂白了一样。后来实验发现，添加蓝光可以纠正这个问题，绿光虽然没什么用，但能保证蔬菜卖相良好。如今，世界上多数植物工厂——NASA的Veggie计划，日本千叶大学的未来植物工厂和我国中科生物的植物工厂——都采用红、蓝、绿三色LED照明，其复合光线呈淡粉色。

在粉红色灯光下生长的莴苣。图片来源：NASA/Gioia Massa

但是植物所的“光配方”技术更进一步，为不同蔬菜和生长阶段配置了不同光谱。红光在莴苣生长后期可加快成熟，蓝光可显著提高豌豆幼苗的植株鲜重和叶绿素含量，对其他植物完全相反——蓝紫光有利于紫叶或红叶生菜着色，国际空间站上的宇航员吃的就是那种紫得发疯的罗马莴苣，另一边，照射特种药用植物的LED是白光+橙光。培养室一片净白，发光二极管制造着霓虹大爆炸，假如未来的人造太阳都这么迷幻，唔，不听迪斯科真有点不对劲（《火星救援》电影里，马克·沃特尼被困火星两年，唯一的解闷工具只有队长刘易斯留下的迪斯科舞曲）。

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　　人造土壤：只送粉末

中科生物植物工厂的门口立着一台颇有《大都会》遗风的金属“洗眼器”。首次参观的人大多会一路纳闷这台古怪仪器的用途，直到进入培养室内部——工作人员抬起栽培面板，展示浅槽里潺潺流动的营养液，解释如何用洗眼器对付不慎溅到脸上的液体。

早在二战期间，美军就开始以砂砾培（砂砾为固定基质，加入营养液提供养分）生产蔬菜，之后无土栽培技术被英国农业部采用，用于解决驻外英军的蔬菜供应问题。科学家预见了无土栽培（又称水培）的未来，国际空间站的宇航员将塞满粒状基质的“枕头”浸满培养液，解决失重或微重力环境下液体流动的问题，中国南极科考站曾经成功水培辣椒，中科生物植物工厂80%的模组都被水培生菜、白菜和冰菜占领，它们生长周期短，最快20天收获，是传统栽培法耗时的一半，干净到可以揪下来生吃。