在電影《火星救援》中,我們看到,一個(gè)人在火星上,為了生存而不斷的嘗試種土豆。而在現(xiàn)實(shí)生活中,有這么一群人,為了能夠真正地在火星或月球上種菜而埋頭研究。

  近日,來自荷蘭瓦赫寧根大學(xué)(Wageningen University)的威格?沃姆林克及其團(tuán)隊(duì),在模擬火星和月球的土壤中成功地種植出了農(nóng)作物。他們發(fā)現(xiàn),未來不僅可以在火星和月球上種植作物養(yǎng)活火星定居者,還可以從這些作物中獲得有活力的種子,這就意味著長(zhǎng)期種植的可能性。

  哪些作物適合在火星上種植?在火星上種菜又將面臨哪些問題呢?

  模擬土壤喜獲大豐收

  據(jù)報(bào)道,威格及其團(tuán)隊(duì)種植了10種不同的農(nóng)作物,包括西洋菜、芝麻菜、番茄、蘿卜、黑麥、藜麥、菠菜、韭菜、豌豆和韭菜。研究人員模擬了月球和火星的風(fēng)化層,并將來自地球的盆栽土壤作為對(duì)照組。

  結(jié)果顯示,10種作物中有9種都長(zhǎng)得很好,只有菠菜并不“合群”;模擬火星土壤的生物量最高,與月球的模擬數(shù)據(jù)有顯著差距。研究人員還對(duì)蘿卜、黑麥、西洋菜這3個(gè)品種的種子進(jìn)行了發(fā)芽試驗(yàn)。

  在對(duì)“鳳凰號(hào)”火星探測(cè)器采集的火星土壤進(jìn)行分析后,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),火星土壤對(duì)某些適合在弱堿性條件下生長(zhǎng)的蔬菜來說是理想場(chǎng)所;鹦峭寥罉颖镜乃釅A度值在8—9之間,這種類型的土壤很適合種植蘆筍和諸如綠豆一類的蔬菜,因?yàn)檫@些蔬菜不適合在酸性土壤中生長(zhǎng)。

  2013年研制出的“月宮一號(hào)”是我國(guó)第一個(gè)生物再生生命保障地基有人綜合密閉實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),其中有兩個(gè)植物艙用來培養(yǎng)作物,為乘員提供所要的植物性食物。

  “月宮365實(shí)驗(yàn)”首批入艙志愿者劉慧博士告訴科技日?qǐng)?bào)記者,在選擇農(nóng)作物時(shí),會(huì)考慮人員所需飲食營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)和特殊功能性需求、作物的生產(chǎn)效率以及栽培工藝是否繁瑣等因素,“依照生物再生生命保障系統(tǒng)作物篩選標(biāo)準(zhǔn),先選大的物種,再選細(xì)分品種。一般會(huì)選擇那些占用空間小、生長(zhǎng)周期短、生產(chǎn)效率高、栽培方便、抗逆性強(qiáng)的作物。”

  據(jù)劉慧介紹,植物艙Ⅰ主要種植糧食作物小麥和部分蔬菜作物,包括土豆、胡蘿卜、蔥等。植物艙Ⅱ主要種植糧食作物大豆、油莎豆和蔬菜、水果等。蔬菜作物包括黃瓜、西紅柿、辣椒、茄子和各類葉菜,以及一種漿果類作物草莓。兩個(gè)植物艙一共種植了35種作物,其中蔬菜就有29種。

  真實(shí)環(huán)境帶來未知風(fēng)險(xiǎn)

  雖然模擬的土壤已經(jīng)盡可能地接近于真實(shí)的土壤,但實(shí)際上威格及其團(tuán)隊(duì)的實(shí)驗(yàn)是在溫度、濕度、氣壓、光照等條件相對(duì)穩(wěn)定的溫室中進(jìn)行的。對(duì)此,威格解釋道:“這是因?yàn)椋覀冾A(yù)計(jì)火星和月球的首批作物生長(zhǎng)將在地下進(jìn)行,以保護(hù)植物免受包括宇宙輻射在內(nèi)的不利環(huán)境的影響!

  劉慧也表示,“土壤環(huán)境的確很重要,但作物生長(zhǎng)還需要滿足溫度、光照、氣體、水和肥料等其他條件。因此,即使土壤條件滿足了作物生長(zhǎng)的各項(xiàng)需求,如果光照、溫度等條件不合適,也不能保證作物順利培育。尤其是在地外環(huán)境中,還需要考慮太空輻射、重力變化等因素對(duì)作物的影響”。

  此外,在火星土壤中培育的作物是否“安全”尚難保證。盡管威格及其團(tuán)隊(duì)在實(shí)驗(yàn)中收獲了不少人類熟悉的農(nóng)作物,但沒有任何人食用過。威格說,火星土壤中含有包括鉛、砷和汞以及大量的鐵等重金屬,“如果植物生長(zhǎng)利用了這些成分,這些重金屬可能會(huì)被果實(shí)吸收,從而使作物帶有毒性”。

  因此,源于火星土壤的作物存在很多未知的風(fēng)險(xiǎn)。劉慧說:“火星土壤中含有什么?哪些物質(zhì)會(huì)被作物吸收?如果火星土壤中存在能夠被作物富集的有害物質(zhì),如重金屬等,那么在利用這些火星土壤來培育作物之前是否可以進(jìn)行預(yù)處理?處理效果和耗費(fèi)成本如何?這些都是需要去解決的問題!

  劉慧表示,利用模擬火星土壤研究如何種菜,有助于我們進(jìn)一步了解火星土壤環(huán)境,揭示其中植物栽培可利用的營(yíng)養(yǎng)因素,找出可能存在的問題,為解決土壤改良、原位資源利用等難題打下了基礎(chǔ)。