“火星农田”产量极高!但食品安全还不能保证

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。