¿Por qué desarrollar la agricultura espacial?
Actualmente, Estados Unidos está realizando intensas investigaciones sobre plantas espaciales. El Centro de Biología Gravitacional se creó recientemente en la Universidad de Carolina del Norte, tras la creación del Centro de Investigación Espacial Kennedy en Florida. Los científicos comenzarán a investigar plantas adecuadas para los viajes espaciales. Durante los viajes espaciales de larga distancia, no sólo las personas tienen que adaptarse al estado de gravedad cero, sino también las plantas que les proporcionan alimento y oxígeno. Su investigación se centró en cómo el calcio afecta la capacidad de una planta para responder a la gravedad. El calcio parece ser el elemento químico más importante en las respuestas de las plantas a su entorno. Los investigadores utilizarán tecnología genética para alterar la capacidad de control de las plantas y, en última instancia, crear plantas más adecuadas para los viajes espaciales. En un experimento en el Centro de Investigación Espacial Kennedy, un químico vivió con 30.000 plantas de trigo durante 15 días. Los resultados experimentales muestran que estos trigos proporcionan a las personas el oxígeno que necesitan para sustentar la vida.
Actualmente, Estados Unidos, Japón y Europa Occidental se están centrando en el crecimiento y función de las plantas en cápsulas espaciales selladas en sus programas espaciales del siglo XXI, y están comenzando a construir granjas espaciales. Estados Unidos gasta mucho dinero en investigaciones experimentales en plantas espaciales, con el objetivo de promover y demostrar plenamente que las naves espaciales eventualmente se convertirán en "granjas voladoras".
Los científicos nacionales y extranjeros aprovechan al máximo la radiación natural en el espacio, especialmente el efecto sinérgico de las partículas de alta energía y la microgravedad en las funciones de las células vegetales, induciendo cambios fisiológicos y bioquímicos y variaciones genéticas en las células, cultivando así nuevas variedades de plantas. Los experimentos han demostrado que los vuelos espaciales pueden aumentar la tasa de aberración cromosómica de muchas células vegetales, y se pueden seleccionar nuevas variedades excelentes mediante mutagénesis espacial.
La reproducción espacial comenzó en 1984. El Departamento de Educación de la NASA, el Centro de Investigación de Radiación Solar y Parker Seed Company colaboraron para transportar grandes cantidades de semillas de tomate a vehículos espaciales de larga duración, y fueron recuperadas por el transbordador espacial Columbia en 1990. Los resultados muestran que estas semillas germinan rápidamente, las plántulas crecen normalmente, se desarrollan bien en las etapas posteriores y tienen abundantes frutos. Se informa que el "trigo espacial" de cuarta generación cosechado por el Instituto de Fisiología Vegetal de la Academia de Ciencias de China en 1995, al igual que otras variedades finas, tiene espigas doradas y granos regordetes. En comparación con el "trigo espacial" de tercera generación, crece más vigorosamente, tiene más y más mazorcas, granos grandes y fuertes y una fuerte resistencia a la sarna. Se estima que el rendimiento por mu puede alcanzar los 352 kilogramos, 28 kilogramos más que sin vuelos espaciales, y el contenido de proteínas es un 9% mayor. Los expertos de la Academia de Ciencias Agrícolas de Zhejiang pasaron tres años cultivando una nueva variedad de arroz "Yu Hang 1". El rendimiento teórico por planta aumentó de 22,4 gramos a 32,8 gramos, y el rendimiento por mu aumentó de 400 kilogramos a aproximadamente 600 kilogramos, un aumento de más del 40%. También es resistente al acame, de maduración temprana y alto rendimiento, con mazorcas grandes y muchos granos, alta tasa de pulido del arroz y buena palatabilidad. El período de crecimiento de la nueva variedad se acorta en unos 15 días, la altura de la planta se reduce en unos 14 cm y tiene las ventajas de resistencia al añublo del arroz y al tizón bacteriano.
El uso de las condiciones únicas del espacio para mejorar variedades de plantas tiene amplias perspectivas, lo que abre nuevas formas de acelerar el cultivo de variedades de cultivos de alta calidad y alto rendimiento, y también plantea nuevos temas para que los científicos estudiar en profundidad.
Experimentos espaciales nacionales y extranjeros han demostrado que en la agricultura espacial, a diferencia del cultivo sin suelo en la Tierra, las plantas no pueden absorber agua ni nutrientes en forma de gotas de agua. Para evitar la pérdida de líquido en condiciones de ingravidez o con solo un poco de centrifugación para simular la gravedad, el agua debe estar en forma de película de agua antes de que pueda ser absorbida por la planta.
Bajo las condiciones únicas del espacio, ¿qué plantas deberían seleccionarse como sus "favoritas"? Actualmente, científicos de Estados Unidos y Japón están investigando y planeando conjuntamente cultivar batatas en la nave espacial como un futuro cultivo espacial para el consumo de los astronautas. Las batatas tienen mucha suerte porque son ricas en nutrientes y contienen muchos nutrientes que necesita el cuerpo humano. Según las mediciones, cada 500 gramos de batata produce alrededor de 635 kcal de energía térmica, de los cuales 11,5 gramos de proteína, 14,5 gramos de azúcar, 1 gramo de grasa, 100 mg de fósforo, 90 mg de calcio, 2 mg de hierro, 0,5 mg de caroteno y vitamina B65438. Tiene un alto valor medicinal y es útil para prevenir el estreñimiento y las enfermedades rectales.
También contiene sustancias similares a los estrógenos, que son muy beneficiosas para proteger la piel, retrasar el envejecimiento, mejorar la inmunidad, favorecer la excreción de colesterol y mantener la elasticidad de arterias y vasos sanguíneos. Recientemente, biólogos estadounidenses descubrieron que una sustancia química rica en batatas puede usarse para prevenir el cáncer de colon y de mama. El Instituto Japonés de Investigación para la Prevención del Cáncer investigó la relación entre la dieta y el cáncer de 260.000 personas y descubrió que las tasas de inhibición del cáncer de las batatas cocidas y las batatas crudas eran del 98,7% y el 94,4% respectivamente, que es la más alta entre las verduras y supera la anti -efecto cancerígeno del ginseng. Además, las batatas son muy adaptables, fáciles de cultivar y cultivar y tienen altos rendimientos. Sólo necesita un pequeño trozo de caña, un pequeño trozo o incluso una hoja de rábano para echar raíces y sobrevivir. Plantar en la nave espacial no sólo puede reponer el oxígeno en la cabina y formar un pequeño entorno cerrado de ciclo ecológico, sino que también sirve como alimento fresco para los astronautas.
Actualmente, los científicos de la NASA están realizando experimentos sobre el crecimiento de la papa en un ambiente cerrado en un laboratorio especial en el Centro de Investigación Espacial Kennedy en Florida. Los resultados mostraron que las plantas de patata de este experimento producían suficiente oxígeno para un astronauta. Al igual que las batatas, las patatas pueden proporcionar alimento y energía a los astronautas. Los científicos también recolectaron "agua pura" de las hojas de papa. Se puede utilizar para producir agua potable para cuatro personas.
Los científicos esperan que la investigación sobre los sistemas básicos de soporte vital de las plantas para los humanos haga posible que los humanos aterricen en Marte. Se espera que el viaje a Marte dure tres años de vuelo de larga distancia, pero siempre que haya suficiente área de siembra para cultivar batatas, patatas y otros cultivos, los astronautas pueden sobrevivir durante mucho tiempo sin pasar hambre ni sed durante el vuelo. .