科研人员首次在模拟月壤中种鹰嘴豆

  登月球、探火星，人类怀揣着去其他星球定居的梦想。

  要实现这一梦想，除了需要“星舰”之类重型运载工具外，还取决于一个重要因素，即人类能否在外星球培育出农作物，以维持长久的生存。

  如今，研究人员正在这一领域迈进——首次在模拟的月球土壤中种植鹰嘴豆，为科学家进一步研究在外太空种植食物积累经验，也为未来载人任务中减少对包装食品的依赖铺平道路。

  自创土壤“改良剂”

  与地球土壤相比，月球土壤对植物并不友好。

  它缺乏植物生长所需的养分——富含营养物质的有机物和微生物，却充斥着重金属和其他素，这些素会“杀”种子并阻碍植物生长。

  不仅如此，月球的微重力环境也会损害植物有效吸收营养和氧气的能力，导致所谓根区缺氧。因此，要在月球土壤中种植农作物并非易事。

  为解决这些问题，来自美国得克萨斯州农工大学和布朗大学的两名科研人员杰西卡·阿特金和萨拉·奥利维拉·桑托斯尝试引入真菌和蚯蚓粪来改良月壤。

  阿特金说，丛枝菌根真菌能分泌出一种蛋白质，包围重金属，使其不易被植物吸收。与此同时，丛枝菌根真菌还能帮助消除辐射和微重力对植物生长的影响。

  除了丛枝菌根真菌，蚯蚓粪对改良月壤也能起到帮助作用。这种天然肥料富含植物生长所需的氮和磷等营养素。

  至于为何选择种植鹰嘴豆，科研人员表示，这种豆类作物不仅含有高蛋白，而且体积小，抗压能力强，比其他粮食作物需要更少的水和氮，同时还能与多种微生物形成共生关系。

  由于地球上没有足够的月壤进行实验，科研人员复制了“阿波罗”任务带回的月壤样本。他们从地球的地质材料中取材，如玻璃和橄榄石、斜长石、铬铁矿等矿物，以模拟月壤，相似度达到99%。

  科研人员观察发现，鹰嘴豆幼苗生长过程中，起初表现出应激特征，似乎在挣扎。但在第7周左右，丛枝菌根真菌开始施展“魔力”，一些鹰嘴豆幼苗的应激现象减少；到第10周，它们开始开花。相比之下，在未引入丛枝菌根真菌的模拟月壤中生长的鹰嘴豆幼苗会渐渐枯萎，叶绿素含量也较低。

  不过，科研人员尚未验证这些鹰嘴豆是否可安全食用，即不含重金属，对此尚需时日。

  有助于恢复可耕地

  佛罗里达大学跨学科生物技术研究中心主任、太空生物学家·丽莎·保罗表示，在模拟月壤中种植鹰嘴豆是“一项扎实、出色的工作”，其建立在过去几十年美国国家航空航天局以及其他科学家进行大量科学研究的基础上。

  2022年，佛罗里达大学的科研人员曾在“阿波罗”任务期间收集的月球风化层土壤中种植出拟南芥种子——一种芥菜科的小型杂草。

  根据保罗的说法，下一步将研究混合真菌和蚯蚓粪的“改良剂”能否在真正的月球土壤中发挥作用。

  在奥利维拉看来，由于气候变化正在威胁生态环境和农业发展，这项研究还可以帮助恢复和保护地球上脆弱的可耕地。（王馨立）

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