科学家展示如何使月球土壤变得肥沃以用于农业

如果人类要在月球上建立长期基地，就需要定期的食物来源。然而，认为可以在月球温室的普通月球土壤中种植玉米或小麦并期望获得丰收——或者根本没有任何作物——的想法是不切实际的。

但科学家们正在采取措施，使月球农业成为现实。研究人员上个月表示，他们已经找到了一种方法，通过引入细菌来提高磷（一种重要的植物营养素）的利用率，从而使不适宜居住的月球土壤变得肥沃。

他们在中国的一个实验室中进行了利用模拟月球土壤（更准确地称为月球风化层）种植烟草近亲的实验。他们发现，与没有微生物的相同土壤相比，用三种细菌处理过的土壤产生的植物具有更长的茎和根以及更重和更宽的叶簇。

研究人员表示，细菌的作用使土壤变得更加酸性。由此产生的低pH环境导致不溶性含磷酸盐矿物质溶解并释放其中的磷，从而增加植物对磷的利用率。

“这些发现的重要性在于，我们或许能够利用这些微生物将月球风化层转化为生物友好的基质，用于未来月球温室中的植物种植，”北京中国农业大学的研究员夏一桐说，他是该论文的第一作者。该研究发表在《通讯生物学》杂志上。

在去年发表的一项研究中，美国研究人员在 12 个顶针大小的容器中种植了一种名为拟南芥的开花杂草，每个容器中装有半个多世纪前 NASA 任务期间收集的一克实际月球土壤。

拟南芥，也称为拟南芥，是一种广泛用于科学研究的植物。在这项研究中，拟南芥确实在月球土壤中生长，但不如在用于比较目的的地球火山灰中生长得那么旺盛，这表明月球土壤需要一点帮助才能变得更加肥沃。

这项新研究涉及本斯，学名Nicotiana Benthamiana，是另一种常用于研究的植物。

这项研究使用的是模拟风化层而不是真实的风化层，因为正如人们想象的那样，真正的月球土壤在地球上供不应求。研究人员利用来自中国吉林省长白山的火山物质创造了与月球风化层具有相似化学和物理特性的土壤。

研究中使用的三种细菌是：粘液芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和荧光假单胞菌。研究人员还测试了其他细菌，但这些细菌并没有产生同样的有益效果。

“考虑到月球巨大的科学和经济潜力，我们未来需要建立载人月球基地。但如何为船员提供食物、氧气和水呢？当然，我们可以用火箭将它们送上月球，但这在经济上是不可持续的。在月球上建造植物种植温室可以大大减少地月运输的需要。”夏说。

夏补充说，月球上的植物栽培系统可以帮助满足人类宇航员的长期食物和氧气需求。植物产生的氧气是光合作用的副产品，光合作用是植物将阳光转化为能量的生物过程。

“我们有多种在月球上种植植物的方法，包括将园艺土壤运送到月球、建立水培系统（在没有土壤的情况下种植植物）或使用水凝胶（液体成分为水的凝胶）等土壤替代品。这些方法不需要月球土壤，但都会消耗巨大的火箭运载能力，使得这些计划非常昂贵。”。

“相比之下，我们的技术是一种原位资源利用，将微生物改良应用于月球土壤，使其更加肥沃，能够种植植物，”夏补充道。“我们的研究达到了同样的目标，与其他计划相比，承载能力的消耗要少得多。”