根據NASA此前拍攝到的火星細節照片，證明那是一顆荒涼貧瘠的行星。雖然NASA也在前端時間宣布發現在火星擁有液態水的證據，但是至少到目前為止，并沒有發現生命存在的跡象。盡管如此，NASA科學家們表示，他們通過研究發現在火星上能找到植物生長所需的所有營養物質，所以他們認為可以在火星的土壤上種植農作物。不過這些農作物需要在一個特定的環境中茁壯成長。

 

　　NASA科學家解釋稱火星上的土壤中確實含有植物生長所需的營養物質。在近日上映的電影《火星救援》中，宇航員Mark Watney在火星地面上挖坑種植土豆的場景似乎也說得通了。主角為了存活，將僅有的幾顆馬鈴薯切成小塊，提高他的生活艙Hab的溫度，營造出適合馬鈴薯生長的環境，想辦法制造出水來灌溉馬鈴薯。

 

　　不過，在看電影之前，我們先來了解一下究竟航天員是在甚么環境下栽培植物呢?

 

　　2015年8月，駐守NASA國際太空站的航天員驕傲的展示他們的太空作物收成：紅色蘿蔓生菜。這些紅色蘿蔓生菜是來自于軌道實驗室的“Veggie”植蔬生長系統。

 

　　這可能是人類曾經見過最科學性的豐收節。宇航員們會先用檸檬酸消毒濕巾把菜葉仔細擦凈，然后把豐收成果精確地切成兩半。一半生吃，另一半包裝冷凍，送回地球進行科學分析。

空間站里種出的紅生菜

 

　　這些生菜種子在7月8日由宇航員Scott Kelly種下，這些種子培育床被放在一個叫做 Veggie 的植物培育系統中長成，不同于地球上的植物可以直接吸收陽光進行光合作用，這些植物只能夠在紅、藍、綠三色 LED 燈的照射下生長。
 

 

 

　　他們在Veg-01種植器里呆了33天，這個燈箱里裝有紅、綠、藍色LED燈。紅色和藍色是光譜里對光合作用最重要的部分，綠光實際上沒有什么用，但即使在太空里，食物賣相還是很重要。為了避免生產出紫得發瘋的太空植物，Veg-01背后的工程師們決定加入綠光。

 

　　Ray Wheeler 進一步解釋稱：“藍色和紅色波長的光線能夠滿足植物正常生長的最低要求。而綠色的 LED 光僅用于使植物看起來更容易被人類接受，本身卻不像藍光、紅光那樣不可或缺。”

 

　　Veggie 植物培育系統

 

　　國際空間站的宇航員們準備品嘗來自Veggie植物生長系統的“紅得發紫”的紅葉羅馬生菜收成。

 

　　肯尼迪太空中心探索研究和技術項目辦公室高級生命支持活動的首席科學家Ray Wheeler說：“藍色和紅色波長是得到良好植物生長的最低要求。從電力轉化來說，它們的效率是最高的。綠色LED幫助增強人類對植物的視覺感受，但它們的光強沒有紅藍色那么高。”

 

　　據中國農業科學院農業環境與可持續發展研究所研究員、博士生導師劉文科介紹，像這種類似植物工廠的種植方式，是一種通過設施內高精度環境控制，實現作物周年連續生產的高效農業系統，是由計算機對作物生育過程的溫度、濕度、光照、CO2濃度以及營養液等環境要素進行自動控制，不受或很少受自然條件制約的全新生產方式。并被認為是21世紀解決人口、資源、環境問題的重要途徑，也是未來航天工程、月球和其他星球探索過程中實現食物自給的重要手段。

 

　　光合作用是植物生產的基礎，高效的光合作用必須為其提供適宜的光照條件（光強、光質和光周期）以及相輔的生長因子（養分供應、溫度、CO2濃度等）。最早將LED 光源用于植物栽培研究的是日本，此后美國NASA 將LED用于宇宙基地等閉鎖式生命維持系統的照明。20世紀90年代中期，NASA開始篩選和發展LED光源用于植物栽培，發展出許多專門用于航天飛機和國際太空站使用的光照系統。這些研究結果為LED光源在設施園藝各生產領域的應用奠定了植物光質生物學基礎。

 

　　LED半導體光源的出現不僅為植物栽培提供了理想的光環境可控的光源，也為植物光質生物學研究提供了試驗工具。LED光源具有傳統光源無法比擬的光電優勢，是植物工廠光環境調控的理想光源。其優勢主要表現在：1）LED可按植物生長發育需求調制光譜，按需用光，生物光效高；2）LED為冷光源，貼近植物照射，可提高空間利用率；3）LED為直流電可控性好，可精準調控光強、光質和光周期等，適宜工廠化生產；4）節能、環保、長壽命、體積小、重量輕；5）LED光源裝置多樣（燈板、燈帶、燈管和燈泡），適宜設施園藝各領域應用。上述優勢使得LED光源在人工光植物工廠光環境調控和太陽光植物工廠人工補光方面具有廣泛的應用前景。LED光源植物工廠是植物工廠發展的方向，符合現代農業生產高效、高產、優質、生態和安全的總體要求，節能效果明顯，推廣應用前景廣闊。