植物对于维持太空生命很重要,人们期望它们在实现太空探索远景到月球,火星以及更远的空间方面发挥重要作用。但是在太空中种植有生命的植物面临着挑战。
长期以来, NASA(美国宇航局)和佛罗里达州的肯尼迪航天中心一直对帮助植物生长的方式感兴趣,他们开始与Boulder Innovative Technologies(BIT)进行初步合作,以寻找一种为长期太空旅行提供营养丰富的土壤的方法。
经过大量的研究和创造力,科学家们开发了一种富含沸石矿物质合成的超级土壤,其中含有必需的植物生长必需营养素。
天宫二号上的植物,在生长过程中根的运动
沸石是天然铝硅酸盐矿物,具有蜂窝层状晶体结构,超密的“笼子”孔道中可以装载大量的氮、磷、钾、钙,以及其他微量营养元素的成分。沸石充当营养物质的贮存器,这些营养物质可以“按需”缓慢释放。而植物实际上是在自我调节:它们在需要时取走需要的东西。仅添加水,植物便会在沸石土壤中生长数个生长周期。
这一项研究成功对于我们在地球上有什么关系?
合成土壤又有怎样的深远影响?
在月球及太空栽种农作物的同时,地球耕地正上演着一幕幕的土壤地力抢救大作战。土壤是地球生命共同体的根基。然而随着人类文明的不断发展,大量土地流失并遭受着污染。美国华盛顿大学的地貌学家大卫·蒙哥马利说,人类以前就面临过土壤危机。他认为古希腊和古罗马文明就是由于土壤的大量消耗而被淹没在历史的尘埃之中他警告说,目前地球上的土壤正在以它所能再生的至少20倍的速度被侵蚀。
即使是目前存在的土地也面临着巨大的问题。比如说过量使用化肥、农药、农膜的残留污染,直接造成农田污染。大量的污染物进入土壤后,首先会破坏土壤生态平衡,使土壤有益生物和有益微生物大量死亡,土壤生物种群减少,土壤理化生物性质恶化,土壤活性下降、土壤功能变差,严重污染者会使土壤丧失生产能力,失去农业利用价值。除此以外,还面临土壤酸化、次生盐碱化;土壤有机质含量降低、结构破坏、板结等问题日益严峻。
由于沸石具有极强的吸附性、离子交换性、催化性、耐酸碱性、耐辐射性、无毒无害无残余的物理和化学性质,使其对土壤污染治理、改善土壤贫瘠化、盐渍化、植物缓释施肥以及土壤调节和修复中具有显著的效果。
在2006年沸石肥料即已被美国太空总署(NASA)选作为人类在外太空间耕作的必要农资送上太空参与作物生长研究。目前美国宇航局已经用该沸石土壤试种了很多植物并且这些植物足以烹饪出一道丰盛的太空大餐。
土壤修复是当前人类生态文明发展的必经之路。沸石无论在太空还是地球都将有着更多的用武之地!
用沸石科技筑起绿色生命健康的堡垒
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