
如果人類未來在月球或火星上建立永久基地,我們需要能夠在那裡種植自己的食物。為了驗證這是否可行,荷蘭的科學家團隊在模擬火星和月球風化層的土壤中種植了14種植物。結果表明,火星土壤模擬物比某些地球土壤更適合植物生長,這對太空人來說無疑是個好消息。當然,也存在一些需要注意的地方,我們稍後再談。
首先,你可能想知道土壤模擬物到底是什麼,它又來自哪裡? NASA 使用我們地球的土壤製造土壤模擬物,你可以在這裡購買。 (價格:2 盎司 7.50 美元。)火星土壤模擬物(PDF)取自夏威夷的一座火山錐,其化學成分與維京 1 號著陸器分析的火星土壤相似。月球土壤模擬物(PDF)取自亞利桑那州弗拉格斯塔夫附近的火山灰沉積物。
月球和火星上的真實土壤似乎含有植物所需的基本成分,但缺乏活性氮(以及充足的水分)。雖然模擬土壤的成分和顆粒大小與真實土壤非常接近,但它們也含有微量的硝酸鹽和銨——植物喜愛的含氮化合物。因此,模擬土壤並非完美模型。
為了進行這項實驗,科學家訂購了大量的人造火星和月球土壤,然後將它們舀入小花盆中,並在其中種植了14種不同的植物——包括胡蘿蔔、番茄、小麥、一些常見的雜草,以及四種能將大氣中的氮轉化為植物養分的植物。為了進行對比,科學家們也正在從萊茵河水下30英尺(約9公尺)挖出的貧瘠土壤中播種。總共,他們種植了840盆植物。
先前也有科學家嘗試在月球和火星土壤模擬物中種植植物,但這項研究似乎是迄今為止規模最大、範圍最廣的。結果令人鼓舞。大多數作物都能在所有三種土壤上生長。事實上,許多作物在火星模擬土壤上的生長狀況甚至優於貧瘠的河床土壤——無論是在發芽、開花和存活至50天實驗結束的植物數量方面,還是在每盆植物的總生物量方面,火星模擬土壤都比貧瘠的河床土壤生長得更好。
植物在月壤上的生長狀況較差。豹毒草和野芥菜都沒能存活到實驗結束。固氮植物普通野豌豆甚至沒能發芽。這表明,研究人員或許應該在月壤中接種固氮細菌,或使用人類糞便作為肥料來提供合適的氮源。
研究人員寫道:「我們的研究結果表明,原則上可以在火星和月球土壤模擬物中種植農作物和其他植物物種。然而,仍有許多問題懸而未決……」例如,這些土壤能保持多少水分(因為本研究中的土壤似乎乾涸得很快),以及其他星球上的重力、光照和其他條件如何影響植物的生長能力?
該研究發表在PLOS One期刊上。