我们距离月球种菜还有多远？

播种后 6 天的拟南芥种子，左侧使用了月壤模拟物，右侧使用了阿波罗 11 号、12 号、17 号任务采集的月壤样本。（图片来源：UF/IFAS photo by Tyler Jones）

撰文  | 乔安娜 · 汤普森（Joanna Thompson）

翻译  | 赵欢

罗伯特 · 费尔（Robert Ferl）的实验室终于迎来了 12 克装在简单 UPS 盒子里的月壤。

费尔是美国佛罗里达大学的一名园艺学家。这一刻，他等待了十多年。小盒子上还盖有美国航空航天局（NASA）的邮戳，里面装有未开封的月壤（也被称为风化层）样本——阿波罗计划期间采集的月壤中剩下的一部分样本。费尔回忆道，即使已经做了几个月的实验，一拿起月壤样本，双手还是会颤抖不已。" 这很诡异，" 他说道，" 但你知道如果那个瓶子掉下去了，会发生什么事情？" 好在，最终费尔和团队首次实现了在真正的月壤中种植植物。

NASA 的阿尔忒弥斯（Artemis）计划在美国掀起了一股月球研究热潮，费尔和同事也加入了其中，因此可以获得批准开展这项研究。阿尔忒弥斯计划的目标是在未来十年将宇航员成功送往月球并返回，以及在月球上建立一个长期生存基地，作为前往火星探索的中转站。科学家预计，这项任务将需要一个可持续的食物源。吉尔 · 考索恩（Gil Cauthorn，未参与这项研究）是来自日本大阪的一位研究人员，也是太空植物学国际研究组织的开发总监。考索恩表示：" 对于所有的人类太空探索活动而言，能否为宇航员提供充足的食物是一个关键的驱动因素。"

这项新研究发表在《通讯生物学》（Communications Biology）杂志上，费尔和同事最终证实，植物可以在月壤中生长。而这在人类历史上还是首次。不过，幼苗其实并没有茁壮成长，因此未来月球上的农夫还需要给月壤施肥。

为了测试月壤，费尔和团队把样本分为 12 份，每一份含有 900 毫克月壤，并分别种上拟南芥（Arabidopsis thaliana）的种子。拟南芥是芥菜和卷心菜的近亲，演化出了耐寒的能力。所有的拟南芥种子都成功破土发芽，但这些幼苗在下一个生长阶段却遇到了困难：它们难以建立健康的根系系统。这主要是因为月壤富含盐分和金属元素，同时缺乏水分和微生物。因此，月壤中的拟南芥幼苗生长迟缓，面临着生存压力。

对于适宜植物生长的土壤而言，有益微生物是其中最重要的组成。美国西方学院的植物生理生态学家格蕾琴 · 诺思（Gretchen North，未参与这项研究）指出：" 微生物可以在植物生长过程中发挥巨大的作用。"例如，共生菌有助于植物调节生长素，抵抗病原体，最大限度地减少环境压力，以及吸收氮等关键营养素。然而，月壤缺乏天然微生物，这使植株难以吸收养分和应对压力。

此外，月壤就像水泥一样，一旦加水搅拌，密度就会增加，从而变得非常硬。考索恩表示：" 月壤加水后很难不会变成一块硬‘石头’。"

添加额外的养分或堆肥或许可以促进微生物生长，从而改善植物生长。诺思主要研究模拟火星土壤中的植物生长，她猜测月球土壤仍然比锈色的火星土壤更肥沃。这是因为火星土壤富含高氯酸盐，而高氯酸盐是一种会对生物造成危害的氧化物。

费尔希望继续研究生命是如何在其他贫瘠的土壤中生存的。这将有助于推动人类未来的太空探索活动，以及改善地球上贫瘠土壤（缺乏营养和水分）的农业产出。不过，眼下费尔和同事还是很满足于用地球上仅剩的一小部分月壤做实验。他说：" 我们能拥有这次机会已经十分幸运了。"