科學家展示如何將月球土壤變得適合農業
Scientists show how to turn lunar soil fertile for agriculture
By Will Dunham
November 10, 2023 12:07 AM GMT+8
華盛頓，11月9日（路透社）——如果人類想要在月球上建立長期的基地，就需要有一個穩定的食物來源。然而，想要在月球上的溫室裡，用普通的月球土壤種植玉米或小麥，並期待有豐富的收成——或者任何收成——是不切實際的。
但是科學家們正在為讓月球農業成為可能而努力。研究人員在周四表示，他們找到了一種方法，可以通過引入能夠增加磷的可用性的細菌，來使不適合生長的月球土壤變得肥沃。磷是一種重要的植物營養素。
他們在中國的實驗室裡，使用模擬的月球土壤，也就是月球岩屑，進行了種植煙草的親屬植物的實驗。他們發現，用三種細菌處理過的土壤，所生長的植物的莖和根都更長，葉片也更重更寬，與沒有添加微生物的土壤相比。
研究人員表示，細菌的作用使土壤變得更酸性。這種低pH值的環境導致了不溶性的含磷礦物質溶解，並釋放出其中的磷，增加了植物可利用的磷。
“這些發現的重要性在於，我們可能可以利用這些微生物，將月球岩屑轉化為對植物栽培有利的基質，在未來的月球溫室裡進行農業生產，”中國農業大學的夏一桐博士說，他是發表在《生物通訊》期刊上的這項研究的第一作者。
在去年發表的一項研究中，美國的研究人員在12個針筒大小的容器裡，種植了一種叫做阿拉伯芥的開花雜草，每個容器裡都有一克由美國太空總署在半個世紀前的任務中收集的真正的月球土壤。
阿拉伯芥，也叫做鼠尾草，是一種廣泛用於科學研究的植物。在那項研究中，阿拉伯芥確實生長了，但是與用於比較目的的地球上的火山灰相比，它在月球土壤中的生長並不那麼強壯，這表明月球土壤可能需要一些幫助，才能變得更肥沃。
新的研究涉及到一種叫做本特的植物，學名是煙草本特菲亞納，這也是一種經常用於研究的植物。
該研究使用了模擬的岩屑，而不是真正的東西，因為可以想像，真正的月球土壤在地球上是很稀缺的。研究人員使用了中國吉林省長白山的火山物質，來創造出與月球岩屑具有相似化學和物理性質的土壤。
該研究使用了三種細菌：粘液芽孢桿菌、巨大芽孢桿菌和熒光假單胞菌。研究人員還測試了其他的細菌，但是它們沒有產生相同的有益效果。
“考慮到月球的巨大科學和經濟潛力，我們將來需要在月球上建立人類的基地。但是我們如何為船員提供食物、氧氣和水呢？當然我們可以用火箭把它們運送到月球上，但那是經濟上不可持續的。在月球上建立一個植物栽培的溫室，可以大大減少地球和月球之間的運輸需求，”夏博士說。
夏博士還說，月球上的植物栽培系統可以幫助滿足人類船員的長期食物和氧氣需求。植物在光合作用中產生氧氣，光合作用是植物將陽光轉化為能量的生物過程。
“我們有幾種方法可以在月球上種植植物，包括將園藝土壤運送到月球上，建立一個水培系統（不用土壤種植植物）或使用水凝膠（液體成分是水的凝膠）等土壤替代品。這些方法都不需要月球土壤，但是它們都會消耗火箭上的巨大運載能力，使這些計劃非常昂貴，”夏博士說。
“相比之下，我們的技術，是一種在地資源利用的方法，將微生物改良應用到月球土壤上，使其更肥沃，更適合植物栽培，”夏博士補充說。“我們的研究與其他計劃相比，實現了相同的目標，但是消耗的運載能力要少得多。”
報導：Will Dunham，編輯：Rosalba O'Brien