德州农工大学研究人员在模拟月壤中成功培养鹰嘴豆全生命周期

德克萨斯州农工大学的研究团队近日宣布，他们成功地使鹰嘴豆在模拟月球表岩层（regolith）基质中完成了从萌发到种子生产的完整生命周期。 这一进展对未来人类在月球建立自给自足的生存基地，特别是在保障长期食物供应方面，具有重要的战略意义。

月球土壤对地球生物构成严峻挑战，它缺乏有机营养物质和有益微生物，同时富集了可能对植物产生毒性的重金属，并可能因月球微重力环境导致根区缺氧。 为应对这些障碍，研究人员设计了一套创新的土壤改良方案，引入了蚯蚓粪肥和丛枝菌根真菌。 蚯蚓粪作为天然肥料，为植物早期生长提供了必需的氮和磷等关键营养元素。

据研究人员杰西卡·阿特金指出，丛枝菌根真菌发挥了更精妙的作用，它能够分泌特定蛋白质，有效包裹和隔离重金属，从而降低植物对有害物质的吸收，并可能有助于缓解辐射和微重力带来的生长压力。 实验中选用的“Myles”品种鹰嘴豆，因其高蛋白含量、紧凑体积以及与多种微生物形成共生关系的能力，被视为未来太空农业的理想候选作物之一。

实验基质的构建基于对美国国家航空航天局“阿波罗”任务带回的真实月壤样本的精确模拟，研究团队利用地球上的玻璃、橄榄石、斜长石和铬铁矿等矿物，以高达99%的相似度复制了月壤环境。 实验结果显示，在含有高达75%模拟月壤的混合基质中，鹰嘴豆植株不仅成功存活，更在第10周左右开始开花结果，标志着豆类作物首次在如此高比例的月球材料中实现生命周期圆满完成。 相比之下，在未添加真菌的模拟月壤中，植株则表现出叶绿素含量偏低和逐渐枯萎的迹象。

佛罗里达大学的太空生物学家安娜·丽莎·保罗评价此项研究是“一项扎实、出色的工作”，它建立在过去NASA及其他科学家对月壤种植探索的基础上，例如2022年有研究人员已在真实月壤中成功培育出拟南芥。 尽管取得了里程碑式的成果，研究团队仍需对收获的鹰嘴豆在重金属残留和整体营养价值方面的安全性和可食用性进行严格验证。 此外，研究人员观察到，当模拟月壤比例达到100%时，鹰嘴豆植株无法开花结果并早期死亡，这提示月球定居点可能需要更高比例的生物改良剂或添加其他地球资源以维持长期农业活动。

此次实验的成功，为深空任务中宇航员的食物保障提供了新的技术路径，同时也为地球上应对气候变化和土地退化背景下的可持续农业发展提供了新的思路。 展望未来，科学家们将继续探索这种真菌与蚯蚓粪组合“改良剂”在真正的月球风化层中的效用，并探究其他植物种类的适应性，以期构建一个更具韧性的地外食物生产系统。