以苜蓿為肥料的蘿蔔植物生長在類似火星的土壤中。

一旦我們克服了前往火星的所有挑戰,我們就必須想辦法讓那裡的生活可以持續發展下去——種植和培育農作物將成為其中的一個主要部分。

如果你看過電影《絕地救援》中麥特戴蒙的掙扎,你就會知道,這顆紅色星球的景觀在理論上可以種植農作物,這種可能性也得到了 NASA 實驗的支持。

但這遠遠不是簡單的事情。 火星上的砂礫和灰塵不僅沒有有機物質和有益的微生物,而且還充滿了鹽和礦物質,這使大多數植物難以生存。

現在一項新的研究提出了一個解決的方法:紫花苜蓿。 研究人員已經確定,這種草料作物將能夠在像覆蓋火星那樣堅硬的火山土壤中生存,然後可以作為肥料來種植蕪菁、蘿蔔和萵苣等食物。

研究人員在他們發表的論文中寫道:「火星土壤的低營養成分和水的高鹽度使它們不適合直接用於在火星上繁殖糧食作物。因此必須訂定策略,提高火星土壤中的養分含量,並且長期任務是要能淡化鹽水。」

先前的研究表明,如果不向他們所處的土壤(或表岩屑)中添加額外的營養物質,植物在火星地表生長時將面臨真正的困難。這就是紫花苜蓿發揮作用的地方。

要與火星上的表岩屑完全吻合是很困難的,但研究人員在測試不同的種子之前,將他們能找到的最相近的表岩屑放在一起。

他們發現紫花苜蓿能夠像在地球土壤中一樣健康地生長,且無需任何額外的肥料。

然後用添加作為肥料的苜蓿對模擬的火星表岩屑進行測試。 蕪菁、蘿蔔和萵苣——這三種幾乎不需要維護、生長迅速、不需要太多水的植物——都生長成功。

但是有一個問題:還需要淡水。 透過進一步的實驗,該團隊認為火星上可用的鹽水可以用一種海洋細菌處理,然後通過火山岩過濾,以產生作物生長所需的淡水。

研究人員寫道:「我們首次報告了生物肥料和微生物的綜合使用,分別用於有效處理玄武質表岩屑土壤和鹽水模擬物,以獲得維持植物生長的合適資源。」

還有很多問題需要回答,尤其是我們能在多大程度上準確地模擬地球上的火星土壤。 當我們最終到達這顆紅色星球時,地表的表岩屑很可能不會完全像我們想像的那樣。

模擬的土壤中也缺少一些有毒的高氯酸鹽,它需要通過淡化水以某種方式從火星土壤中沖洗掉。

然而,這項研究中概述的實驗為科學家和太空人提供了一些更有希望的探索選擇。研究人員描述的方法易於實施且操作高效。

在火星上種植紫花苜蓿用作肥料肯定比將巨大的食物冰箱跨越數百萬公里運送到紅色星球的成本要低——而且它並不是我們能夠在遠離地球的地方生產的唯一營養來源。

研究人員寫道:「這項研究表明,從長遠來看,是有可能在火星上就地處理土壤和水資源進行耕作,以維持人類任務和永久定居點。」

該研究已發表在 PLOS One 上。

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參考資料:

  1. Nield, D., (21 August 2022). This Is The First Plant We Should Grow on Mars, New Study Finds. ScienceAlert
  2. Kasiviswanathan, P., Swanner, E. D., Halverson, L. J., & Vijayapalani, P., (2022). Farming on Mars: Treatment of basaltic regolith soil and briny water simulants sustains plant growth.  PLOS One
  3. 圖片來源:https://www.scimex.org/newsfeed/forget-growing-potatoes,-alfalfa-may-be-the-key-to-farming-on-mars (Kasiviswanathan et al., 2022, PLOS ONE, CC-BY 4.0)
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