& 将海洋微生物引入植物工厂栽培，科考船“向阳红03”吃上了新鲜蔬菜
将海洋微生物引入植物工厂栽培，科考船“向阳红03”吃上了新鲜蔬菜
来源：中国海洋报　时间： 10:34 [编辑：chenggang]　【字体：
近日，经过近20天的等待，正在执行中国大洋45航次科考任务的&向阳红03&船收获了第一茬种植蔬菜。&向阳红03&船甲板上种植的木耳菜、空心菜经受住了海上风浪的洗礼，长势喜人，第一茬收获了2公斤。船舱内种植的小白菜、红油菜、红苋菜、白苋菜生机勃勃，收获了15公斤。
绿色蔬菜是维持人体健康的重要营养来源，在远洋船舶上实现绿色蔬菜的自给自足具有重要意义。据了解，由于绿叶蔬菜不易保存，远洋船舶上的供应一般只能支撑20天左右。一些船舶在航行期间，自行生产绿豆芽、黄豆芽等，也有少数船舶试用箱式栽培，以期补充新鲜蔬菜的不足。但由于无法解决培养基质、光照、温度等问题，且缺乏整体规划设计，船上种菜目前仍无成功的持续种植的案例。
因海制宜，将海洋微生物引入植物工厂无土栽培
&以前在远洋船舶上种植蔬菜的方式只是将陆地栽培简单地&移植&到船上&。海洋三所研究员曾润颖说，例如在&向阳红09&船上，曾采用过&舰船蔬菜智能生长系统&，但由于是水培，船舶摇晃时营养液会倾倒出来，且箱体栽培通气性不好、光照效率较低，没有收到满意的效果。
海洋三所此次开展的项目首次将海洋微生物的特殊功能引入无土栽培过程中，重点针对基质、营养两大关键因素进行研究，利用其对多种有机物的降解能力，以及其自身产生植物生长素的能力，研发出适合在远洋船舶上持续种植蔬菜的新型全营养基质和营养液，从而解决了远洋船舶蔬菜种植中基质的保水性，增加了营养成分，且栽培简易，形成了可标准化操作、价格低廉的解决方案。
国家海洋局第三海洋研究所曾润颖说，本项目结合了栽培方式、蔬菜种类、光照、通气、温度、营养、轮作周期等生物学因素，根据船舶的空间利用、航次人数、时间等各方面因素整体规划。
&向阳红03&船上首次尝试
&向阳红03&船科考期间，甲板上和船内种植的蔬菜将为科考船增添很多绿色。曾润颖告诉记者，该项目根据科考船的空间定制了基质栽培架，并建立了船上蔬菜种植的标准操作规程。
&&向阳红03&本航次种了300余棵菜，有白菜、红油菜、木耳菜、空心菜、红苋菜、白苋菜、地瓜叶、马齿苋，平均一茬大概在20天左右成熟，按每棵菜100克算，一茬可以收获30公斤，相当于每天能为船上提供3斤新鲜蔬菜。曾润颖说，因为是首次试验性应用，所以数量不多，&大概只够船员们煮面时放一些菜叶，还不能用于大锅做菜。&
在收获了第一茬种植蔬菜后，目前第二轮蔬菜种植已开始育苗工作，有油麦菜、生菜、小白菜、荷兰红玉、小香葱、黄瓜等。工作人员选择了生长期较短（30天～40天）的蔬菜，并将育苗和栽培穿插进行，这样可以保证每25天左右收获一茬。
此次海洋三所派了一位科研人员随船出海，以期进一步研究哪些蔬菜适合种植，以及水肥控制频率、光照周期等。经过远洋&实战&将更加完善，未来有望应用于其他远洋船舶、极地考察站、边防哨所、海岛等。
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你可能喜欢中国南极科考站试验自产蔬菜：16平屋内长近20种 日夜燃烧汽油加热
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绿油油的生菜、鲜嫩的黄瓜、珠圆玉润的小番茄……曾几何时，吃到新鲜蔬菜是南极科考队员最为“奢侈”的梦想之一；……
而今，得益于先进的温室栽培技术，这一梦想正在中国南极科考站逐渐成为现实。当地时间2月7日上午，中国第三十一次南极科考队内陆队圆满结束任务返回到中山站大本营。此次科考期间，“南极极端环境温室蔬菜生产关键技术研究与示范”项目在中山站、长城站同时开展初期调研实验，自产新鲜蔬菜。
大图：中山站温室实验室内蔬菜生长情况。小图：队员凯旋
据中新网报道，新鲜蔬菜的供应一直是困扰我国南极科考的“老大难”问题，特别是中山站，一年所需的蔬菜仅靠“雪龙”号从国内和澳大利亚等途经国家补给，在南极夏季供应两次，不仅成本高昂，且储存时间有限。当南极进入漫长的冬季，科考队员只能依靠大白菜等几种有限的蔬菜越冬。为此，中国第31次南极科考期间，启动2014年国家科技支撑计划课题之一的“南极极端环境温室蔬菜生产关键技术研究与示范”项目调研实验。
队员在位于中山站的“南极温室”实验室
16平方米的房间内生长着近20种蔬菜
记者日前在中山站的蔬菜温室实验室内看到，16平方米的房间内郁郁葱葱地生长着近20种蔬菜，蜿蜒的藤蔓爬满整个屋顶，一派生机盎然的景象。据项目现场执行人、中国第31次南极科考队队员程言峰介绍，整个温室采用无土栽培技术，在电脑的控制下，LED植物生长灯能根据蔬菜生长情况自动调节照明时长；自动灌溉系统每隔一小时向水槽内注入营养液；当房间湿度低于70％时，加湿系统将向房间内喷洒水雾。
据悉，这些试种蔬菜都是生长周期较短、栽培难度较低的品种，目前生长情况基本达到预期。以黄瓜为例，一棵黄瓜藤平均2天可以收获一根黄瓜，如果种植20棵，就能保证18名越冬队员在今年越冬期间每天都吃上新鲜黄瓜。在现有品种的基础上，今后还将试验种植苹果、草莓、水蜜桃等栽培难度较大的水果。
长城站的“南极温室”实验室外景
日夜燃烧汽油加热，但能耗仍比船运要低很多
程言峰透露，实验的同时，中山站温室大棚的选址和平面设计工作已经完成，并将于中国第32次南极科考期间启动建设。与普通温室大棚不同，未来这座建立在南极大陆特殊环境中的大棚将采用高强度、低能耗的现代化透光温室结构，面积可达上百平方米。除满足日常的蔬果供应外，大棚内还能种植一些观赏性绿植。“我们的最终目标不仅仅是建造一个蔬菜大棚，更是要打造一个南极‘生态园’，为这些在‘白色沙漠’中辛勤工作的科考队员提供一个能够放松身心的世外桃源。”程言峰说。
据中国蔬菜网此前报道，负责设计“南极温室”的是上海农科院下属的一家公司。据温室主要设计人周强介绍，植物想要长得好，光照必须得满足光合作用的需要，一般适合蔬菜生长的光合有效辐射不可少于每秒每平方200微摩尔，日照强度相当于100瓦/平方米。长城站、中山站的光照量均超过了这一数值，因此两站温室的设计方案初步决定采用自然光照。
周强说，在南极种植蔬菜还有一个好处：没有病虫害，无需打农药。不过，“南极温室”需靠日夜燃烧汽油加热来抵抗极地严寒，即便如此，其能耗仍比船运要低很多。根据目前设计，温室建成后的主要任务是生产青菜，同时也将试验能否在南极种植番茄、青椒、黄瓜等产品。
之前在崇明岛按照1:1比例搭建的果蔬温室
科研团队曾为南海官兵建抗14级台风的海岛温室
另据《解放日报》报道，“南极温室”的大面积采光材料并非玻璃，而是用于制造飞机舷窗的中空透明塑料板，透光率超过90%，保温性能好，还扛得住暴风雪。据了解，南极之行前，项目组在市科委等支持下进行前期调研，在崇明岛建成同比例的全透光温室完成试验；再之前，十余座可抗14级台风的海岛温室，也在南沙、西沙岛礁为守岛官兵解决了“吃菜难”。
澳洲国家台ABC的曾拍摄过短片介绍澳大利亚南极凯西科考站的蔬菜培育暖房，并非中国所用的透明温室构造
虽然南极种菜并不是中国科学家独有或首创，其他国家的科考站也都有的，但掌握这项技能毕竟成功延续了中华民族的种菜本领。观察者网此前报道，知乎热门问题：“中国人有哪些民族天赋”后，他在回答中追古述今，从汉代西域屯田到现代尼罗河畔种菜、从天宫种到潜艇……
另外，2013年年底，媒体曾报道，当时，科研人员刚刚进行首次30天的试验，试验内容就包括在设施内种植生菜、油麦菜等植物，掌握就地供应乘员新鲜食物的方法。实验的长期目的是实现系统内食物、氧气和水等基本生保物质的全部再生，为我国载人深空探测和建立月球基地的基础保障技术做出保障。
观察者网综合报道
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新华社南昌2月29日电(记者吴锺昊)美国电影《火星救援》讲述了被困火星的宇航员克服极端恶劣环境,利用自制肥料种植土豆,成功生存到地球救援到达的故事。当马特·达蒙饰演的马克·沃特尼向全世界观众展示他奇特的火星土豆料理时,另一个类似的故事正在地球的南极上演:中国科考人员在南极种植蔬菜。
“虽然都是在极端恶劣的环境下种植蔬菜,但相比之下,我们要幸运得多。”王征是江西省一名41岁的骨科医生。2014年10月,他从上海出发,乘坐“雪龙号”科考船赴南极参加第31次国家南极科考任务,为期1年。他所肩负的使命除保障科考队员健康外,还要进行南极蔬菜培植尝试。
绿油油的生菜、鲜嫩的黄瓜、珠圆玉润的小番茄,曾是南极科考队员最为梦想的“奢侈”食物。中国第31次南极科考期间,作为2014年国家科技支撑计划课题之一的“南极极端环境温室蔬菜生产关键技术研究与示范”项目,在南极中山站和长城站同时展开了初期实验。
中山站常年科考队员不到20人,各有研究领域和科考任务。相比之下,医生对于队员的膳食营养情况更加了解,知道要种些什么样的蔬菜,再加上无土栽培也需要一定的生物化学方面知识,医生往往经过简单培训后就可以胜任。
“马克·沃特尼是植物学家,而我是拿手术刀的医生,在家时连花花草草都没碰过,说实话当时心里挺忐忑的。”王征说。好在到达中山站后,他发现蔬菜房里面的设备、种植计划和构思都已经准备齐全,还有专家对他进行短期培训。
“头两天是上课,专家把注意事项和一些执行标准教给我们。比如一周清洗一次下水滤芯,每天早上打开手动控制,测试一下是否正常。”王征介绍说,蔬菜种子是从国内带去的普通速生种子,用一种叫做盐棉块的器皿培育。把盐棉块放入培养槽里,海绵把营养液吸收,通过蛭石基质适度浸润种子,慢慢发芽生长。
蔬菜房就在中山站医务室隔壁,是一个七八平方米的小房间,满满地堆了几层架子,上面是各式各样的蔬菜,下面是营养液缸和自动控制系统。灯光和灌溉系统都设定好了程序。王征平时主要做的就是观察液缸的水位变化和传感器里矿物质含量高低,随时加入相应的溶液和纯水。
在南极为什么不能直接将蔬菜种植在土壤里?实际上中山站附近并非全年被冰雪覆盖,度夏的时候有部分土地会裸露出来。但是根据相关国际条约,为了维护南极自然生态链条,任何国家都不能直接在南极土地上播种植物。
此外,在南极室外常年零下六七十摄氏度的温度下,在冰冻土壤中种植蔬菜水果难度也是非常大的。所以,科考队员只能尝试在温室内进行无土人工栽培。相比马克·沃特尼的土豆,南极蔬菜房里的速生蔬菜要长得快很多。
王征先选择了一些成活率高的蔬菜,比如生菜、黄瓜、大白菜来种植。生菜种子3天左右就能发芽,一个月后就可以每周收割一次。黄瓜一次结十几个,一天一个样,成长速度让人吃惊。“在南极创造这样的环境和条件,成本之高也让人咂舌,蔬菜房里的LED灯和钠灯就花费了几十万元。”
蔬菜的“生活质量”特别高,专门有音响不停地播放轻音乐,“有几首是佛教音乐。”王征说。
在南极生活一段时间后,王征认识到,这样的财力和精力投入是值得的。
新鲜蔬菜的供应一直是困扰中国南极科考的难题。中山站一年所需的蔬菜仅靠“雪龙”号从国内和澳大利亚等途经国家补给,不仅成本高昂,且储存时间有限。当进入冬季,科考队员只能依靠大白菜等几种有限的蔬菜越冬。
“‘雪龙’号一年只能补给一次,而蔬菜水果如何长时间保存是困扰所有国家科考站的‘老大难’问题。”与南极科考结缘十余年的南昌大学医学院教授、国家极地研究中心客座教授余万霰说,肉类可以冷冻,但蔬菜很容易腐败或者脱水。
“脱水后的蔬菜看起来像晒干的咸菜,很多队员吃不下,我就让他们包成饺子吃。”余万霰说,大量的维生素,特别是维生素C不能单靠药物补充,必须通过蔬菜水果摄取。他所领导的团队承担了南极考察营养研究的重大课题。余万霰主持编制了《南极考察队员营养与食品供给标准》。
“长期在零下六七十摄氏度的极地环境中,人对于绿色植物的渴望不仅是身体上的,也是精神上的。”王征说,在南极执行任务期间,他每天最少要在蔬菜房里面待上1个小时,清理培养槽,看看自己的付出有没有转化成一点绿色。
为了保证在中山站越冬的18名队员每天能够吃上新鲜蔬菜,王征尝试并成功加大了种植密度。还试种了辣椒、秋葵、西红柿和西瓜,但产量太低,不算成功。科考队员们吃得最多的就是生菜,涮起来味道很不错。白菜炒了之后量很少,所以主要是做汤。黄瓜舍不得生吃,主要是切片和木耳一起做凉拌菜。
“在南极可自产蔬菜,这意味着这个国家在南极健康生存能力方面走到了世界前列,可以大大延长人类在南极的健康居住时间。”余万霰说。
中山站成功培植了蔬菜,让很多国外的科考队员羡慕不已,常到中山站蹭饭。“中山站最高级的礼品就是一根新鲜的黄瓜。”王征笑着说。拒绝访问 |
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