月球也能种粮？科学家首次在“模拟月壤”中成功培育鹰嘴豆
在人类探索月球的道路上，食物来源始终是一个关键问题。如今，一项新的研究为“在月球上种植食物”的设想带来了希望。科学家发现，在经过特殊处理的模拟月球土壤中，鹰嘴豆竟然可以成功生长。研究人员来自美国德州农工大学（Texas A&M University）。他们的实验表明，在一定条件下，鹰嘴豆能够在类似月球尘土的环境中生长。不过，要让这种农作物顺利发芽、生长、开花并最终结出种子，还需要额外的辅助材料。
为了进行实验，由Sara Santos领导的研究团队使用了一种特别配制的土壤混合物。这种材料的成分与阿波罗登月任务带回地球的月球样本十分接近。月球尘土又称为“月壤”（regolith），与地球土壤相比，它几乎不含任何微生物或有机物。因此，科学家首先要解决的问题，就是如何弥补这些关键缺失因素，从而让植物能够生长。
此外，月壤中还含有一定量的重金属，这同样会对植物构成威胁。植物不仅可能吸收这些重金属，影响生长，还可能把它们积累在自身组织中，最终进入食物链。
为了解决这些问题，研究人员首先向模拟月壤中加入了蚯蚓堆肥，以改善植物的生长条件。
这种营养丰富的材料来源于一种堆肥蚯蚓（Eisenia fetida）。它们会吞食有机废弃物，并通过排泄物产生富含养分的堆肥，从而促进植物健康生长。研究人员设想，在未来的太空任务中，宇航员可以利用食物残渣、棉质衣物或卫生用品等废弃物，通过蚯蚓处理转化为堆肥，实现资源循环利用。
除了堆肥之外，研究人员还引入了一种古老的真菌来帮助植物适应环境。
在播种前，他们将鹰嘴豆种子包裹上一种被称为“丛枝菌根真菌”（arbuskuläre Mykorrhiza）的微生物。这类真菌已有约4亿年的历史，在自然界中极为普遍。大约80%的陆地植物都与这种真菌形成共生关系，而鹰嘴豆正是其中之一。
这种真菌与植物根系之间会进行养分交换，同时还能减少植物对重金属的吸收，从而提高其生存能力。
研究团队随后测试了不同配比的“月壤—蚯蚓堆肥”混合土壤，以确定最适合植物生长的比例。实验结果显示，当混合物中月壤比例不超过75%时，鹰嘴豆能够顺利生长并最终成熟收获；如果月壤比例更高，植物就会受到严重压力，甚至提前死亡。
同时，接种了真菌的鹰嘴豆表现出更强的耐受性，在这种土壤中存活时间更长。研究人员还发现，一旦这些真菌进入模拟月壤环境，它们就能够在其中定殖并持续存活。这意味着在未来的月球农业中，或许只需要一次性引入这些微生物即可。
尽管这项发表在《Scientific Reports》期刊上的研究为未来在月球种植农作物带来了新的希望，但仍然存在许多尚未解答的问题。例如，鹰嘴豆中可能积累的重金属含量究竟有多高，是否会影响人体健康。
参与研究的Jessica Atkin表示，接下来团队将重点评估这些植物作为食物来源的可行性。“我们想知道，它们是否真的适合食用？是否含有宇航员所需的营养？如果目前还不安全，需要经过多少代植物培育才能达到安全标准？”
要点速览
- 做了什么：德州农工大学团队用“模拟月壤”+蚯蚓堆肥（Eisenia fetida）+丛枝菌根真菌处理鹰嘴豆，实现了从发芽到结籽的完整生命周期。混合基质中月壤比例不超过约75%时可成功；接种真菌能提升耐受性并在基质中定殖。
- 不代表什么：这不等于能在月球表面直接种植。实验发生在地球重力、常压和可控环境中；真实月壤与模拟物仍有差异；食品安全（重金属累积）尚未判定。
科学意义
- 证明“死土变活土”的生物改良思路有效：用堆肥补充有机质与微生物群落，用菌根网络促进养分交换并抑制重金属吸收。
- 为闭环生命保障系统提供新组件：如果菌根可一次性引入并长期维持，配合堆肥就可能在月面原位把月壤转化为可用栽培基质，减少从地球运补的土壤与肥料。
对德国/欧洲航天的启示
- 与现有项目衔接：
- ESA MELiSSA（封闭式生态生命保障）可新增“蚯蚓堆肥+菌根”模块，利用厨余/纤维废弃物循环为基质改良提供养分。
- DLR EDEN ISS（南极温室）与Eu:CROPIS（生物再生肥料与作物实验）为极端环境与部分重力下的植物工厂打基础，可扩展到豆类/菌根共生体系。
- 工程要点（面向未来月面温室）：
- 密闭加压温室（LED补光、CO2回收、水循环），优选月球极区近永久光照点或配套核电，外层用月壤作辐射与热屏蔽。
- 基质管理：以月壤为骨架，按≤75%比例配堆肥与惰性材料；引入菌根、必要时配合生物炭/螯合剂，降低重金属迁移。
- 食品安全：按欧盟与航天员健康标准对Pb/Cd/As等进行组织水平检测；必要时采用根域隔离或仅用月壤作结构而以水培供养。
下一步关键研究（德国可主导/参与）
- 在不同类型月壤模拟物与少量真实样品混掺下复现实验，量化作物与可食部位的重金属谱。
- 部分重力（1/6 g）与辐射/低压模拟舱内，验证鹰嘴豆-菌根共生稳定性与产量（DLR具备相关平台经验）。
- 连续多代栽培与微生物群落演替监测，评估是否需要定期“补菌”。
- 与水培/气培的质量—能耗—风险对比，确定在月面是“改良土培”还是“无土栽培”为主、或二者混合。
- 粉尘与磨蚀控制（进舱前除尘、基质颗粒包覆）以降低设备与健康风险。
现实预期
- 地面原型系统优化：2–4年内可完成多季验证和安全性评估。
- 月面小型示范温室：有望与Artemis/ESA合作在2030年代后期实现。
- 结论：这项研究把“月球种粮”从概念往前推了一步，但要在月球上安全吃到鹰嘴豆，还需跨越重金属控制、辐射与粉尘防护、能量与水循环效率、以及部分重力下长期稳定性等多道关卡。
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