我們距離月球種菜還有多遠(yuǎn)？

●升龍 編

研究人員在實(shí)驗(yàn)室中操作月壤

羅伯特·費(fèi)爾是美國佛羅里達(dá)大學(xué)的一名園藝學(xué)家，他的實(shí)驗(yàn)室終于迎來了12克裝在簡單UPS盒子里的月壤。這一刻，他等待了十多年。小盒子上還蓋有美國航空航天局（NASA）的郵戳，里面裝有未開封的月壤（也被稱為風(fēng)化層）樣本——阿波羅計(jì)劃期間采集的月壤中剩下的一部分樣本。費(fèi)爾回憶道，即使已經(jīng)做了幾個(gè)月的實(shí)驗(yàn)，一拿起月壤樣本，雙手還是會(huì)顫抖不已。好在，最終費(fèi)爾和團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了在真正的月壤中種植植物。

NASA的阿爾忒彌斯計(jì)劃在美國掀起了一股月球研究熱潮，費(fèi)爾和同事也加入了其中，因此可以獲得批準(zhǔn)開展這項(xiàng)研究。阿爾忒彌斯計(jì)劃的目標(biāo)是在未來十年將宇航員成功送往月球并返回，以及在月球上建立一個(gè)長期生存基地，作為前往火星探索的中轉(zhuǎn)站?？茖W(xué)家預(yù)計(jì)，這項(xiàng)任務(wù)將需要一個(gè)可持續(xù)的食物源。吉爾·考索恩是來自日本大阪的一位研究人員，也是太空植物學(xué)國際研究組織的開發(fā)總監(jiān)?？妓鞫鞅硎荆骸皩?duì)于所有的人類太空探索活動(dòng)而言，能否為宇航員提供充足的食物是一個(gè)關(guān)鍵的驅(qū)動(dòng)因素?！?/p>

月壤培育出的擬南芥明顯發(fā)育不佳

這項(xiàng)新研究發(fā)表在《通訊生物學(xué)》雜志上，費(fèi)爾和同事最終證實(shí)，植物可以在月壤中生長。而這在人類歷史上還是首次。不過，幼苗其實(shí)并沒有茁壯成長，因此未來月球上的農(nóng)夫還需要給月壤施肥。

為了測試月壤，費(fèi)爾和團(tuán)隊(duì)把樣本分為12份，每一份含有900毫克月壤，并分別種上擬南芥的種子。擬南芥是芥菜和卷心菜的近親，演化出了耐寒的能力。所有的擬南芥種子都成功破土發(fā)芽，但這些幼苗在下一個(gè)生長階段卻遇到了困難：它們難以建立健康的根系系統(tǒng)。這主要是因?yàn)樵氯栏缓}分和金屬元素，同時(shí)缺乏水分和微生物。因此，月壤中的擬南芥幼苗生長遲緩，面臨著生存壓力。

對(duì)于適宜植物生長的土壤而言，有益微生物是其中最重要的成分。美國西方學(xué)院的植物生理生態(tài)學(xué)家格蕾琴·諾思指出：“微生物可以在植物生長過程中發(fā)揮巨大的作用?！崩?，共生菌有助于植物調(diào)節(jié)生長素，抵抗病原體，最大限度地減少環(huán)境壓力，以及吸收氮等關(guān)鍵營養(yǎng)素。然而，月壤缺乏天然微生物，這使植株難以吸收養(yǎng)分和應(yīng)對(duì)壓力。

此外，月壤就像水泥一樣，一旦加水?dāng)嚢?，密度就?huì)增加，從而變得非常硬?？妓鞫鞅硎荆骸霸氯兰铀蠛茈y不會(huì)變成一塊硬‘石頭’?！?/p>

添加額外的養(yǎng)分或堆肥或許可以促進(jìn)微生物生長，從而改善植物生長。諾思主要研究模擬火星土壤中的植物生長，她猜測月球土壤仍然比銹色的火星土壤更肥沃。這是因?yàn)榛鹦峭寥栏缓呗人猁}，而高氯酸鹽是一種會(huì)對(duì)生物造成危害的氧化物。

費(fèi)爾希望繼續(xù)研究生命是如何在其他貧瘠的土壤中生存的，這將有助于推動(dòng)人類未來的太空探索活動(dòng)，以及改善地球上貧瘠土壤（缺乏營養(yǎng)和水分的土壤）的農(nóng)業(yè)產(chǎn)出。

研究人員希望進(jìn)一步研究植物與月壤的相互作用

科學(xué)家利用月壤種植出來的擬南芥

播種后生長了6天的擬南芥，左側(cè)使用了月壤模擬物，右側(cè)使用了阿波羅11號(hào)、12號(hào)、17號(hào)任務(wù)采集的月壤樣本。