在人類探索宇宙的征程中,如何在月球等外星環境實現作物種植一直是備受關注的重要課題。近期,一項關于在類似月球塵埃環境中種植土豆的研究取得了新進展,為未來月球基地的糧食供應帶來了新的希望。
科幻電影《火星救援》中,宇航員憑借在火星土壤中種植土豆并利用人類糞便助力,成功在火星生存的情節令人印象深刻。如今,這一充滿想象力的場景正逐漸走向現實。隨著美國國家航空航天局(NASA)積極規劃在月球建立長期基地,種植土豆等適應性強、營養豐富的作物成為了重要研究方向。土豆不僅熱量高,還能適應多種不同環境,具備在月球種植的潛在優勢。
NASA噴氣推進實驗室的Jared Long - Fox表示,要實現月球種植,研究人員需深入剖析長期任務中可能遭遇的諸多問題,其中重建月球風化層是關鍵。月球風化層是覆蓋在月球表面的松散粉狀層,其特性與地球土壤截然不同。
美國俄勒岡州立大學(OSU)的David Handy及其團隊開展了相關研究。他們利用混合了礦物碎屑和火山灰的物質,成功復制出與月壤化學成分相同的混合物,以此模擬月壤環境。
然而,月球風化層存在一個致命缺陷——缺乏植物生長所必需的有機物質。美國佛羅里達大學的Anna - Lisa Paul指出,將毫無生機的月球沙子轉化為能支持植物生長的土壤是一項極具挑戰性的復雜任務。
為攻克這一難題,Handy團隊嘗試在合成的月壤中添加蚯蚓糞,這是一種來自蚯蚓的有機廢棄物。實驗結果顯示,僅添加5%的蚯蚓糞,就能讓土豆在模擬的月球惡劣環境中順利生長。兩個月后,團隊收獲了土豆塊莖,并將其冷凍干燥、研磨,以便進行進一步測試。
對收獲的土豆進行DNA分析后發現,與壓力相關的基因被激活。同時,這些土豆的銅、鋅含量高于地球上的土豆,這可能對人體健康存在潛在危害。但令人驚喜的是,其營養價值并未降低,這與Handy最初的預期相悖,他原本認為在月壤中種植且需克服諸多壓力的土豆,營養水平會有所下降。
不過,Long - Fox也提醒,該研究尚未模擬月球的其他危害因素,如持續的輻射和真空環境。他期望未來能使用真正的月壤重復實驗,而非僅局限于模擬月壤,這對NASA的月球計劃將具有重要價值。
Long - Fox強調,隨著阿爾忒彌斯計劃的推進,獲取更大規模、更多樣化的月球樣本將變得至關重要。目前,Handy團隊已著手開展下一項實驗,計劃在風化層中種植不同品種的土豆,以找出最適合在月球生長的品種。OSU的Aymeric Goyer表示,或許遺傳學家能夠通過選育,培育出更適宜在月球生長的土豆品種。









