一項新研究顯示,科學家們在模擬月球土壤中成功種植鷹嘴豆后,距離在月球上種植作物更近了一步。
研究人員通過對模擬月壤(月壤)進行共生真菌和蠕蟲產(chǎn)生的堆肥處理,完成了這一壯舉,這是一項發(fā)表在《科學報告》雜志周四的論文。研究發(fā)現(xiàn),真菌和堆肥顯著提高了鷹嘴豆植株的繁殖可能性。
德克薩斯農(nóng)工大學土壤與作物科學系博士候選人杰斯·阿特金告訴ABC新聞,單靠月球土壤本身不支持健康的植物生長,其中之一是月球含有高濃度的金屬,包括鋁和鋅。論文指出,風化層缺乏地球土壤中的微生物群,其粉末狀質(zhì)地不容易讓水分通過。
“要擁有[可耕]土壤,你必須有兩樣東西:有機質(zhì)和微生物,”阿特金說。而且月亮沒有這些東西。”
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但科學家們從地球上的植物中汲取了靈感,超過80%的植物與被稱為“樹狀菌根菌”的真菌共生,阿特金說,“這是地球上最古老的共生之一”,并補充說,“它本質(zhì)上使植物能夠在陸地上生存并扎根。”
鷹嘴豆并不是太空作物生產(chǎn)的典型植物,但阿特金選擇它們是因為它們耐逆、蛋白質(zhì)含量高,并且能發(fā)出信號主動招募幫助它們生存的微生物,她說。
“一般來說,像綠葉蔬菜、生菜、西紅柿,這些都是高含量的花青素并且有助于防護輻射,正在研究中,“阿特金說。
據(jù)阿特金說,在模擬的月壤土壤中,風化層濃度較高,鷹嘴豆種子的繁殖率較低,鷹嘴豆種子也減少,他還說種子大小相近,因此質(zhì)量沒有變化。
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根據(jù)研究,這些種子目前正在進行營養(yǎng)、蛋白質(zhì)和金屬積累的檢測。
除了真菌,研究人員還選擇了蚯蚓堆肥阿特金說,本質(zhì)上就是“蚯蚓糞便”——用來添加有機物到土壤中。他們選擇這里是因為NASA采用了一個后勤再利用項目,將通常被丟棄的物品喂給蚯蚓,比如咖啡渣、食物殘渣甚至棉質(zhì)T恤。
阿特金說,蚯蚓產(chǎn)生的副產(chǎn)物是一種“非常有營養(yǎng)”的肥料。
阿特金表示,這種模擬的風化層(仿真物質(zhì))來自佛羅里達的一家實驗室。這些模擬器旨在模擬登月點的土壤,尤其是即將到來的登月點阿爾忒彌斯四號任務目前計劃于2028年發(fā)射,NASA計劃自1972年12月阿波羅17號以來首次載人登月。
“它的構(gòu)圖準確率達到99%,”阿特金說。
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阿特金說,研究結(jié)果顯示植物可以生長,真菌也能在100%模擬月球土壤中生存和定殖。下一步重要步驟是確定模擬物的可持續(xù)性。
“我們會讓它長大,看看經(jīng)過多少代人,我們能創(chuàng)造多少結(jié)構(gòu),以及能讓它變成多么像活生生的月球土壤,”阿特金說。
阿特金說,這項研究為未來人類假設居住時,能夠在月球上種植多樣化的作物鋪平道路
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