月球上能種菜嗎？科學(xué)家首次在模擬“月壤”中種出鷹嘴豆

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（來(lái)源：IT之家）

IT之家 3 月 6 日消息，隨著美國(guó)準(zhǔn)備通過(guò)阿耳忒彌斯計(jì)劃重返月球，一個(gè)更實(shí)際的問(wèn)題也逐漸浮現(xiàn)：未來(lái)的月球探索者將如何解決食物問(wèn)題？

來(lái)自得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校和得克薩斯 A&M 大學(xué)的研究人員近日給出了一種可能的答案，他們首次在模擬的“月壤”環(huán)境中成功種植并收獲了鷹嘴豆，這一結(jié)果為未來(lái)在月球表面種植農(nóng)作物提供了新的研究線索。相關(guān)成果已于當(dāng)?shù)貢r(shí)間 3 月 5 日發(fā)表在《科學(xué)報(bào)告》（Scientific Reports）上。

▲ 圖源：得克薩斯 A&M 大學(xué)

月壤，即月球表面風(fēng)化后形成的松散物質(zhì)。與地球土壤不同，月壤缺乏植物生長(zhǎng)所需的微生物和有機(jī)物。另外，盡管其中含有植物生長(zhǎng)所需的部分礦物質(zhì)，但也包含可能有毒的重金屬物質(zhì)。

為解決這一問(wèn)題，研究人員使用了由 Exolith Labs 生產(chǎn)的模擬月壤，這種材料的成分與阿波羅任務(wù)帶回的月球樣本高度相似。為改善其種植條件，團(tuán)隊(duì)向模擬月壤中添加了“蚯蚓糞”，這是紅蚯蚓消化有機(jī)廢棄物（如食物殘?jiān)⒚拶|(zhì)衣物等）后產(chǎn)生的副產(chǎn)品，富含植物所需營(yíng)養(yǎng)和多樣化的微生物群落。

研究人員認(rèn)為，在未來(lái)的月球任務(wù)中，宇航員可以利用食物殘?jiān)⒚拶|(zhì)衣物或衛(wèi)生用品等廢棄物喂養(yǎng)蚯蚓，從而生成堆肥。

在播種前，研究人員還在鷹嘴豆種子表面接種了叢枝菌根真菌。這類真菌能夠與植物根系形成共生關(guān)系，幫助植物吸收營(yíng)養(yǎng)，同時(shí)減少對(duì)重金屬的攝取。

實(shí)驗(yàn)中，團(tuán)隊(duì)將處理后的鷹嘴豆種植在不同比例的模擬月壤與蚯蚓糞混合物中。結(jié)果顯示，在含有高達(dá) 75% 模擬月壤的基質(zhì)中，鷹嘴豆能夠成功生長(zhǎng)并收獲。但若月壤比例過(guò)高，植物則表現(xiàn)出生長(zhǎng)壓力，甚至提前死亡。

值得注意的是，經(jīng)真菌處理的植物在壓力環(huán)境下存活時(shí)間更長(zhǎng)，說(shuō)明真菌對(duì)植物健康具有重要作用。研究還發(fā)現(xiàn)，真菌能夠在模擬月壤中定殖并存活，這意味著在實(shí)際月球種植中，可能只需引入一次即可持續(xù)發(fā)揮作用。

盡管成功收獲鷹嘴豆算是一個(gè)重要里程碑，但研究人員表示，目前仍需進(jìn)一步評(píng)估這些作物是否適合作為食物來(lái)源。研究團(tuán)隊(duì)計(jì)劃?rùn)z測(cè)鷹嘴豆是否吸收了有害金屬，并分析其營(yíng)養(yǎng)成分。

論文第一作者、得克薩斯 A&M 農(nóng)工大學(xué)土壤與作物科學(xué)系博士生杰西卡 · 阿特金（Jessica Atkin）表示：“我們希望了解它們作為食物的可行性。它們是否健康？是否含有宇航員所需的營(yíng)養(yǎng)？如果現(xiàn)在還不安全，需要經(jīng)過(guò)多少代種植才能達(dá)到安全標(biāo)準(zhǔn)？”

研究人員介紹，這項(xiàng)合作最初源于 2023 年兩名研究者在社交平臺(tái) Reddit 上的一次偶然交流。隨后，他們將對(duì)蚯蚓堆肥與叢枝菌根真菌的研究結(jié)合起來(lái)，探索這些生物機(jī)制是否能夠幫助植物在月球環(huán)境中生長(zhǎng)。實(shí)驗(yàn)中，研究人員還發(fā)現(xiàn)，月壤雖然含有磷、鈣等植物所需的微量元素，但其存在形式并不適合鷹嘴豆直接吸收，而菌根真菌能夠擴(kuò)展植物根系的吸收范圍，并分泌類似膠狀的物質(zhì)，從而降低月壤的毒性和顆粒鋒利度。

研究人員表示，他們的工作是在此前多項(xiàng)空間農(nóng)業(yè)研究基礎(chǔ)上展開(kāi)的。例如，NASA 已經(jīng)在國(guó)際空間站進(jìn)行作物種植實(shí)驗(yàn)，佛羅里達(dá)大學(xué)的研究人員也曾在阿波羅任務(wù)帶回的真實(shí)月壤樣本中培育過(guò)小型植物。研究團(tuán)隊(duì)希望通過(guò)持續(xù)研究，為未來(lái)在月球棲息地內(nèi)開(kāi)展農(nóng)業(yè)種植提供基礎(chǔ)科學(xué)依據(jù)，使宇航員能夠利用當(dāng)?shù)刭Y源生產(chǎn)食物，而不必完全依賴從地球運(yùn)輸補(bǔ)給。

IT之家附論文地址：

https://www.nature.com/articles/s41598-026-35759-0