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“火星农田”产量高 但食品安全尚难保证

2019-11-05 09:01 来源:科技日报

  在电影《火星救援》中,我们看到,一个人在火星上,为了生存而不断的尝试种土豆。而在现实生活中,有这么一群人,为了能够真正地在火星或月球上种菜而埋头研究。

  近日,来自荷兰瓦赫宁根大学(Wageningen University)的威格·沃姆林克及其团队,在模拟火星和月球的土壤中成功地种植出了农作物。他们发现,未来不仅可以在火星和月球上种植作物养活火星定居者,还可以从这些作物中获得有活力的种子,这就意味着长期种植的可能性。

  哪些作物适合在火星上种植?在火星上种菜又将面临哪些问题呢?

  模拟土壤喜获大丰收

  据报道,威格及其团队种植了10种不同的农作物,包括西洋菜、芝麻菜、番茄、萝卜、黑麦、藜麦、菠菜、韭菜、豌豆和韭菜。研究人员模拟了月球和火星的风化层,并将来自地球的盆栽土壤作为对照组。

  结果显示,10种作物中有9种都长得很好,只有菠菜并不“合群”;模拟火星土壤的生物量最高,与月球的模拟数据有显著差距。研究人员还对萝卜、黑麦、西洋菜这3个品种的种子进行了发芽试验。

  在对“凤凰号”火星探测器采集的火星土壤进行分析后,科学家们发现,火星土壤对某些适合在弱碱性条件下生长的蔬菜来说是理想场所。火星土壤样本的酸碱度值在8—9之间,这种类型的土壤很适合种植芦笋和诸如绿豆一类的蔬菜,因为这些蔬菜不适合在酸性土壤中生长。

  2013年研制出的“月宫一号”是我国第一个生物再生生命保障地基有人综合密闭实验系统,其中有两个植物舱用来培养作物,为乘员提供所要的植物性食物。

  “月宫365实验”首批入舱志愿者刘慧博士告诉科技日报记者,在选择农作物时,会考虑人员所需饮食营养结构和特殊功能性需求、作物的生产效率以及栽培工艺是否繁琐等因素,“依照生物再生生命保障系统作物筛选标准,先选大的物种,再选细分品种。一般会选择那些占用空间小、生长周期短、生产效率高、栽培方便、抗逆性强的作物。”

  据刘慧介绍,植物舱Ⅰ主要种植粮食作物小麦和部分蔬菜作物,包括土豆、胡萝卜、葱等。植物舱Ⅱ主要种植粮食作物大豆、油莎豆和蔬菜、水果等。蔬菜作物包括黄瓜、西红柿、辣椒、茄子和各类叶菜,以及一种浆果类作物草莓。两个植物舱一共种植了35种作物,其中蔬菜就有29种。

  真实环境带来未知风险

  虽然模拟的土壤已经尽可能地接近于真实的土壤,但实际上威格及其团队的实验是在温度、湿度、气压、光照等条件相对稳定的温室中进行的。对此,威格解释道:“这是因为,我们预计火星和月球的首批作物生长将在地下进行,以保护植物免受包括宇宙辐射在内的不利环境的影响。”

  刘慧也表示,“土壤环境的确很重要,但作物生长还需要满足温度、光照、气体、水和肥料等其他条件。因此,即使土壤条件满足了作物生长的各项需求,如果光照、温度等条件不合适,也不能保证作物顺利培育。尤其是在地外环境中,还需要考虑太空辐射、重力变化等因素对作物的影响”。

  此外,在火星土壤中培育的作物是否“安全”尚难保证。尽管威格及其团队在实验中收获了不少人类熟悉的农作物,但没有任何人食用过。威格说,火星土壤中含有包括铅、砷和汞以及大量的铁等重金属,“如果植物生长利用了这些成分,这些重金属可能会被果实吸收,从而使作物带有毒性”。

  因此,源于火星土壤的作物存在很多未知的风险。刘慧说:“火星土壤中含有什么?哪些物质会被作物吸收?如果火星土壤中存在能够被作物富集的有害物质,如重金属等,那么在利用这些火星土壤来培育作物之前是否可以进行预处理?处理效果和耗费成本如何?这些都是需要去解决的问题。”

  刘慧表示,利用模拟火星土壤研究如何种菜,有助于我们进一步了解火星土壤环境,揭示其中植物栽培可利用的营养因素,找出可能存在的问题,为解决土壤改良、原位资源利用等难题打下了基础。

(责任编辑:王蔚)

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