“地球承载力的底线”是人们最为关注的问题，人口、环境、粮食、能源和资源等一系列危机，使地球这一封闭系统的稳定性正在逐步下降。一个有限的地球，不能满足无限增长的人口需求。有人估计，再过1540年，世界人口的重量将等于地球的重量。解决的办法就是开拓人类生存空间，向地外空间找出路、移民地外星球。而今，载人航天、空间站、登月计划、火星开发……人类正一步步朝着理想的家园迈进。 近年来，载人航天，特别是正在建造中的国际空间站，使空间生命科学和空间生物技术领域的研究异常活跃。在太空生活对于人类的身体健康和延续后代有何影响？长期、远距离飞行过程中，怎样才能在飞行器上自己供应食物、空气和饮水？怎样才能保障人进入太空正常生活和工作？都将是科学家们为太空开发所要解决的问题。我国的科学家也在积极为载人飞行做着各种准备。在近期的一次空间科学研讨会上，有幸结识我国在空间进行植物试验的第一人———原中科院植物研究所研究员刘存德。她向我介绍了空间植物学领域的一些情况。 石刁柏干种子———我国首次植物上太空 现年已是七十多岁的刘教授，提起当年为第一次卫星搭载植物飞行试验而奔波的经历，依然非常兴奋。 1987年，得知我国卫星已进入返回式试验阶段，一贯对新事物赋予热情的刘教授建议，利用这一条件做一些植物的太空飞行试验，这或许将是又一个新的科研目标。刘教授讲，植物在地面所进行的科学试验已有相当长的时间，但到太空上去做植物试验，我们还从来没有过。 最初的搭载试验受到各种限制，刘教授就一步步地迁就，她说：“只要让我的东西上去，什么条件我都答应。”体积不能过大就改小；不能给一个培养植物幼苗的空间就用种子；实物不能有水汽就再改用干种子。这样多次退让、协商之后，一个自成密封体系、经过反复严密包裹的石刁柏干种子终于随卫星搭载上了太空。 种子上了太空，刘教授却像挂念远行的亲人一样牵挂着她的那几粒石刁柏种子。 7天后，卫星载着石刁柏种子返回地面。由于干种子水分含量少，对环境的忍耐力高，刘教授拿到的这些种子没有任何改变。第一次的太空植物飞行试验也以这样的结果告竣。但是，随着这些石刁柏种子的太空飞行，我国真正意义上的空间植物科学研究就此展开，各种萌发期的种子、幼苗的太空实验，为探索植物在空间环境下的生长提供了实验依据。 十多年来，我国已8次成功利用返回式卫星、5次利用高空气球先后将工程细胞、藻类、水稻、小麦、芦笋、玉米、大麦、棉花、谷子、大豆、绿豆、豌豆、红小豆、黄瓜、人参、白莲、辣椒等51种作物300多品种及幼苗搭载升空，在科学卫星距地面200－400千米高空飞行5天，气球在30－40千米高空飞行8小时，取得了较好的试验效果。 为植物营造适宜的太空环境 可以说，所有空间植物学的研究都是为了永久太空飞行和今后建立月球和火星基地，需种植供基地人员生活的农作物。 N ASA对经济合理性所作的估计认为，人类在太空停留年以上，由太空生长的植物提供食品是核算的。时至今日，空间植物学研究仅停留在对少数几种植物在太空进行了长期生长或完成了个体发育的全过程的试验研究；人类上天的生命保障系统全部都是物理、化学系统，也就是带氧、带水、带食品。据估计，卫星每增加一千克载荷的经济花费约1万美元，如此昂贵的运输费用，是当今空间生命科学研究最大的动力。 刘教授讲，即使从较长远的时间考虑，全部由植物代替来改善密封舱里的受控环境几乎不太可能，它会需要很大的空间种植植物才能提供足够的氧气和食物。但由植物部分解决氧气、食品和水分的供给是可能的。另外，若有一些植物、开上一朵鲜花这对长途旅行的宇航员心理上也将是一种慰藉。 全世界的科学家都认识到，在密封舱里对高等植物栽培的研究会是一项长期的课题。由于在太空有太多意想不到的因素会对植物产生影响。例如，水在太空不能以液体形式存在，而是以水汽或水滴的形式漂浮在培养室中，植物如何吸收到这种形式存在的水；又如，失重环境下，根可能伸出培养介质以外生长，茎、叶也不按特定方位生长。这些涉及到如何优化植物品种以及设计怎样装置最适合植物生长的。目前，植物在空间栽培的设备还很不完善，这些都将制约太空植物的研究。美国亚利桑那州生物圈Ⅱ的经验也表明，要成功地设计适合植物世代生长的封闭系统是十分困难的。 为此，刘教授建议，我国目前应适当建立一些适合植物生长的小型受控密闭植物栽培系统，首先进行地面模拟研究，在此基础上进行空间实验研究。在对受控生态生命保障系统的植物、动物和微生物各系统充分研究的基础上，实现各分系统的整合，最终建立适应中国空间发展的受控生态生命保障系统，只有这样才能逐步完成空间植物学的研究。
吃货的晚宴
