摘要：“太空种的生菜，钙含量比地球的少三成！”2025年9月，NASA团队在《npj微重力》杂志上的研究结论，给载人登月和火星探测泼了盆冷水。这项由公民科学家参与分析的研究显示，国际空间站与天宫二号种植的生菜，钙含量低29%-31%，镁含量低25%，根本满足不了宇航

“太空种的生菜，钙含量比地球的少三成！”2025年9月，NASA团队在《npj微重力》杂志上的研究结论，给载人登月和火星探测泼了盆冷水。这项由公民科学家参与分析的研究显示，国际空间站与天宫二号种植的生菜，钙含量低29%-31%，镁含量低25%，根本满足不了宇航员的营养需求。更棘手的是，太空环境还会扰乱人体钙基因表达、损伤肠道屏障，这给长期太空驻留的饮食保障敲响了警钟。而就在NASA公布难题的同时，中国空间站已通过“土壤改良+作物定制”技术，让太空蔬菜的营养密度提升了40%。

一、太空种菜的“营养陷阱”：钙镁流失背后的致命隐患

在距离地球400公里的轨道上，空间站的植物培养舱一直是宇航员的“希望菜园”。但NASA开放科学数据存储库分析工作组（OSDR-AWG）的志愿者们，通过梳理国际空间站10年的种植数据发现，微重力环境正在悄悄“偷走”蔬菜的营养。

“植物的根系在微重力下无法像地球那样通过重力定向吸收矿物质，就像人在太空会骨质流失一样，植物也会出现‘营养吸收障碍’。”研究负责人解释，生菜的根毛在失重环境下活性降低30%，导致钙、镁等矿物质无法有效富集。更关键的是，空间站的无土栽培基质缺乏地球土壤中的微生物群落，而这些微生物本可以帮助植物分解养分、促进吸收。

对宇航员而言，这种营养缺口堪称“双重打击”。数据显示，长期驻留太空会导致人体163个钙基因表达异常，加速骨质流失——每月流失率高达1%-2%，相当于绝经后女性的10倍。本应补钙的生菜反而“缺钙”，无疑雪上加霜。更糟的是，日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）的监测发现，宇航员肠道屏障会因太空环境受损，出现“肠道渗漏综合征”，即便摄入营养也难以吸收。

“如果未来火星任务中依赖这种低营养蔬菜，宇航员可能面临骨质疏松和营养不良的双重风险。”NASA科学家直言，这已经成为载人深空探测必须跨越的障碍。

二、中国破局：天宫的“营养强化菜园”如何炼成？

就在NASA公布研究结果的一周前，神舟二十号乘组在问天实验舱收获了一批特殊的生菜——其钙含量达到每100克28毫克，远超国际空间站生菜的19毫克，与地球生菜基本持平。这背后，是中国航天攻克的三大核心技术。

首先是“基质改良术”。中国科学院团队借鉴月球土壤改良思路，在栽培基质中加入了丛枝菌根真菌和蚯蚓粪提取物。这种真菌能分泌特殊蛋白质，一方面包裹基质中的重金属避免植物中毒，另一方面构建“养分输送网络”，将钙、镁等矿物质主动传递给植物根系，使矿物质吸收率提升50%。“就像给植物根系配了‘营养搬运工’，解决了微重力下的吸收难题。”项目负责人介绍。

其次是“光源定制系统”。天舟九号货运飞船搭载的新一代植物培养装置，能通过智能调控光照光谱，精准激活生菜中的钙转运基因。这套系统可根据作物生长阶段调整红光与蓝光比例，在生菜收获前两周切换“营养强化模式”，促使钙元素向叶片富集。对比实验显示，定制光源下的生菜钙含量比普通LED光照组高出42%。

最后是“多元种植策略”。中国空间站并未局限于生菜，而是构建了“叶菜+果菜+功能作物”的种植体系。2025年9月收获的红蕾樱桃番茄，维生素C含量比地球品种高35%，且富含促进钙吸收的柠檬酸；同步种植的紫背天葵则含有天然抗氧化成分，能辅助修复受损的肠道屏障。“单一蔬菜解决不了所有问题，我们靠‘作物组合’实现营养互补。”航天员陈东在太空日记中写道。

三、从实验室到餐桌：太空农业的“营养革命”

面对太空蔬菜的营养难题，全球科研界正在两条技术路线上突围：一是改良种植环境，二是改造作物本身。

NASA的思路偏向“生物工程定制”。其合作机构BioAstra正在利用基因编辑技术，改造生菜的钙转运蛋白基因，使其在微重力下仍能高效富集矿物质。初步实验显示，经过编辑的“超级生菜”钙含量提升了60%，同时能表达一种促进肠道屏障修复的蛋白质，可直接缓解“肠道渗漏综合征”。康奈尔大学则在开发“营养监测芯片”，能实时检测蔬菜中的矿物质含量，确保收获时营养达标。

中国则走出了“环境调控+本土品种改良”的特色道路。除了基质和光源技术，中国农业科学院还筛选出耐失重、高营养的本土作物品种。比如从云南高山选育的“生菜王”，在太空环境下的钙流失率仅为普通品种的一半；而改良后的豌豆苗，不仅镁含量达标，还能产生帮助维持骨骼健康的植物雌激素。

公民科学家的参与让这场“营养革命”更具活力。NASA的OSDR-AWG工作组已吸引全球2000多名志愿者参与数据解读，其中中国科研人员发现了钙基因表达与光照强度的关联规律，为技术优化提供了关键依据。“太空探索不是少数人的事，普通人的智慧正在帮我们解决实际问题。”OSDR项目负责人表示，任何人都能通过开放数据库参与研究，目前已有37个项目组在推进营养强化技术。

四、深空饮食的未来：火星餐桌上会有什么？

按照计划，美国将于2033年实施载人登月，中国也在推进火星探测的载人任务规划，太空饮食保障的重要性愈发凸显。专家预测，未来的深空“菜园”将呈现三大趋势。

营养精准匹配是核心方向。通过分析宇航员的基因序列和健康数据，可定制个性化种植方案：针对骨质流失风险高的宇航员，优先种植高钙生菜和富维生素K的菠菜；针对肠道功能弱的个体，则增加富含益生菌的发酵蔬菜。中国空间站已开始测试“营养配餐系统”，能根据航天员的体检数据自动调整种植清单。

就地利用资源将成刚需。在月球或火星基地，不可能大量携带地球基质，因此“外星土壤改良”技术至关重要。中国团队已在模拟月壤中成功种植出高营养豌豆苗，通过添加真菌和有机改良剂，使月壤中的钙元素利用率提升至65%，为未来基地种植奠定基础。

功能型作物会成为主流。除了基础营养，作物还将承担“辅助医疗”角色。NASA正在研发能产生“骨保护蛋白”的生菜，宇航员食用后可直接抑制骨质流失；中国则在培育富含肠道修复肽的小白菜，预计2027年进入空间站测试。这些作物不仅能提供营养，还能减少药物携带量，降低太空医疗风险。

从天宫二号的生菜实验，到如今营养达标 的太空蔬果，人类正在一步步破解深空饮食的难题。正如中国航天食品专家所说：“要让宇航员在火星上吃到营养均衡的饭菜，既要懂航天工程，也要懂植物生理，更要懂人体健康。” 当NASA的研究揭示问题，当中国的技术提供方案，当普通人的智慧参与其中，火星餐桌上的营养盛宴，正在从科幻走向现实。而这背后，是人类探索宇宙的坚定脚步——毕竟，能在深空好好吃饭，才能走得更远。

来源：智能学院