隨著美國(guó)阿耳忒彌斯計(jì)劃推進(jìn)重返月球的進(jìn)程，一個(gè)現(xiàn)實(shí)問題引發(fā)關(guān)注：未來(lái)月球探索者如何解決食物供應(yīng)難題？得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校與得克薩斯A&M大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)近日取得突破性進(jìn)展——他們?cè)谀M月壤環(huán)境中首次成功種植并收獲鷹嘴豆，相關(guān)研究論文發(fā)表于《科學(xué)報(bào)告》期刊，為月球農(nóng)業(yè)提供了新的研究路徑。

月壤作為月球表面風(fēng)化形成的松散物質(zhì)，其成分與地球土壤存在本質(zhì)差異。研究指出，月壤中雖含有磷、鈣等植物必需元素，但缺乏有機(jī)質(zhì)和微生物群落，且存在可能危害植物的重金屬物質(zhì)。為模擬真實(shí)環(huán)境，團(tuán)隊(duì)采用Exolith Labs生產(chǎn)的模擬月壤，其成分與阿波羅任務(wù)帶回的樣本高度吻合。

研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)生物改良技術(shù)優(yōu)化種植條件：向模擬月壤中添加紅蚯蚓消化有機(jī)廢棄物產(chǎn)生的蚯蚓糞，這種物質(zhì)富含營(yíng)養(yǎng)元素和微生物群落；同時(shí)在鷹嘴豆種子表面接種叢枝菌根真菌，這種共生真菌既能幫助植物吸收養(yǎng)分，又能減少重金屬吸收。實(shí)驗(yàn)顯示，在含75%模擬月壤的混合基質(zhì)中，鷹嘴豆仍能完成生長(zhǎng)周期，但月壤比例超過(guò)此閾值會(huì)導(dǎo)致植物生長(zhǎng)受阻甚至死亡。

真菌的生物保護(hù)作用成為關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)。經(jīng)真菌處理的植株在高壓環(huán)境下存活時(shí)間顯著延長(zhǎng)，且真菌能在模擬月壤中持續(xù)定殖。這意味著未來(lái)月球種植可能只需一次性引入真菌，即可建立穩(wěn)定的共生系統(tǒng)。研究還發(fā)現(xiàn)，真菌分泌的膠狀物質(zhì)能降低月壤顆粒的物理毒性，同時(shí)擴(kuò)展植物根系吸收范圍。

盡管實(shí)驗(yàn)取得成功，但研究團(tuán)隊(duì)強(qiáng)調(diào)需進(jìn)一步評(píng)估作物安全性。后續(xù)計(jì)劃?rùn)z測(cè)鷹嘴豆的重金屬含量，并分析其營(yíng)養(yǎng)成分是否滿足宇航員需求。論文第一作者杰西卡·阿特金指出："我們需要確認(rèn)這些作物是否健康，能否提供必要營(yíng)養(yǎng)，以及通過(guò)多少代種植才能達(dá)到安全標(biāo)準(zhǔn)。"

該研究的靈感源于2023年兩位科研人員在社交平臺(tái)的偶然交流，最終將蚯蚓堆肥與菌根真菌技術(shù)相結(jié)合。此前，NASA已在國(guó)際空間站開展作物種植實(shí)驗(yàn)，佛羅里達(dá)大學(xué)團(tuán)隊(duì)也曾用真實(shí)月壤培育植物，但此次研究首次證明通過(guò)生物改良可使主要糧食作物在模擬月壤中生長(zhǎng)。研究團(tuán)隊(duì)希望持續(xù)完善技術(shù)體系，為建立月球自給農(nóng)業(yè)系統(tǒng)提供科學(xué)依據(jù)，減少對(duì)地球補(bǔ)給的依賴。