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一幅火星温室的艺术家渲染图。图片来源：美国国家航空航天局

美国和巴西的科学家正在探索有益真菌如何将火星和月球风化层转化为肥沃的种植基质。

你正在进行人类第四次火星任务，你的任务是在火星定居点建立首个自给自足的粮食作物种植区。你很紧张，因为你正在使用一种名为有益真菌的新型真菌，据说这种真菌可以改良火星风化层，使其能够用于种植作物。

有人私下告诉你，做这件事不仅会让一所高中以你的名字命名，还能在无需从地球运送食物的情况下成功养活未来的定居者。但你真正在意的只是让自己的名字出现在一所高中上。

虽然利用真菌在火星上种植作物可能还需要几十年时间，但这并没有阻止来自美国和巴西的国际科学家团队通过非传统方法突破提高作物产量的极限。

研究人员近日在《天文学与空间科学前沿》杂志上发表了他们的研究结果，探讨了一种名为有益真菌的菌类如何用于将有毒且缺乏养分的月球和火星风化层转化为适宜农作物生长的生物友好型土壤。有益真菌是一类能够促进植物、土壤及其他生物间养分循环的真菌物种。

有益真菌如何改善火星和月球土壤

在这项研究中，研究人员利用这篇综述文章，聚焦于月球和火星风化层中缺乏农作物生长所需的关键养分（特别是氮、钾和磷）的情况，以及如何克服这一问题。研究人员探讨了地球上的几种真菌物种是如何在非生物（无生命体）胁迫条件下发挥作用，通过促进养分吸收来促进植物生长的，同时也讨论了国际空间站上使用的真菌物种。

非生物胁迫受到重视，因为人们正在使用月球和火星表岩屑等营养匮乏的成分来种植植物。为了克服这一问题，研究人员建议使用丛枝菌根真菌（AMF），这种真菌在植物学领域已有长期应用，其作用是作为植物根系的微观延伸。

研究人员指出，尽管未来仍需开展研究以填补在实际应用（特别是在真实的月球和火星表岩屑中）种植植物方面的知识空白，但他们对未来可利用真菌帮助在月球和火星表岩屑中种植出丰富作物表示乐观。

真菌为何是未来太空农业的关键

该研究在结论中指出：将促植物生长真菌纳入基于月球或火星风化层的农业系统，将是对太空作物生产以及地球以外人类定居点建设的一项战略性提升。像木霉属真菌和各类丛枝菌根真菌（球囊菌门）这样的真菌，因其能够缓解非生物胁迫、活化必需养分，以及有可能改善风化层基质的物理化学结构而尤为突出。这些微生物提供了一种有前景的生物技术手段，可改变风化层环境（无机成分），并对引入不适宜基质的工程微生物群落产生积极影响。

利用月球和火星的风化层种植作物的实践被称为原位资源利用（ISRU），也被称为就地取材生存。这种做法包括利用当地可用资源获取任务所需的关键组件，而无需外部供应。

对于月球和火星而言，利用当地现有的完全缺乏养分的风化层，再将其与有益真菌混合，就可以缓解甚至有可能完全消除从地球运送土壤来种植作物的需求。这能大幅减轻从地球向月球和火星运送全部食物补给的经济和后勤负担。

美国国家航空航天局的原位资源利用研究与太空农业的未来

在未来人类前往月球和火星的任务中使用原位资源利用（ISRU）技术是美国国家航空航天局（NASA）从月球到火星架构的一部分，这项研究为越来越多专注于原位资源利用的研究增添了新内容，特别是利用月球和火星风化层种植作物的研究。最近，研究人员将一克蓝藻与火星风化层模拟物混合，培育出了27克浮萍。

未来几年乃至几十年，有益真菌将如何助力在火星风化层中种植作物呢？只有时间能给出答案，这就是我们开展科学研究的意义所在

改编自最初发表于《今日宇宙》的一篇文章。

相关知识

火星是太阳系八大行星之一，位于地球轨道外侧，是离太阳第四近的行星。它因表面覆盖氧化铁呈现红色，被称为红色星球。火星有稀薄大气，主要成分是二氧化碳，两极存在冰盖。科学家发现其表面曾有液态水痕迹，使其成为人类探索外星生命及未来可能移民的重要目标。

BY: Laurence Tognetti, Universe Today

FY: AI

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