嫦娥五號從月球帶回的約1731克月球樣品日前已在中科院國家天文臺月球樣品實驗室「安家落戶」。1月13日，中科院院士、探月工程重大專項領導小組高級顧問歐陽自遠對外透露，嫦娥五號月球樣品將開展月表撞擊事件等諸多研究，再次引發網友對月壤能否種菜的討論。
有網友調侃道「種菜是中國人自古以來的執念」。那麼，月壤到底能不能種菜？沙漠、極地、高原、海島等惡劣環境的種菜經驗是否適用於月壤？未來人類能否在地外天體完成種菜的願望？記者採訪專家解答上述問題。
資料圖：2020年12月19日，重約1731克的嫦娥五號任務月球樣品正式交接。圖為17日晚拍攝的等待檢查的嫦娥五號返回器。中新社記者 侯宇 攝
月壤不適合植物直接生長
此次嫦娥五號帶回的月球樣品包含月壤和月巖。儘管已經在中科院國家天文臺「安家」多時，但月壤的解封過程需要非常謹慎，目前中國人自採的月壤仍未露真容。中科院國家天文臺研究員鄭永春等人在早年發表的學術論文中指出，月壤是分布於月球表面的一層厚達幾至十幾米的土狀混合物，主要由巖石碎屑、礦物碎屑、玻璃質顆粒和粘合集塊巖等物質組成。月壤的分選性普遍較差，粒度與淤沙相似，但分布範圍很寬。
作為地球的近鄰，月球自古以來便是人們的關注焦點。這顆與地球相伴已久的地外天體，其表面積約3800萬平方千米，約等於4個中國陸地版圖。由於質量較小，無法把空氣「抓在周圍」，因此月球表面是超高真空環境。月面不颳風、不下雨，空中沒有雲層，沒有天氣變化，晝夜溫差高達300℃左右。
如此惡劣的環境，那月壤能否種菜？北京市農林科學院植物保護與環境保護研究所所長燕繼曄告訴中新社記者，光照、水、溫度、空氣、土壤和養分是植物生長所需的六大要素。月球表面的環境極為惡劣，高宇宙輻射、高真空還有極端溫度，與此同時月壤缺少一些植物所需的微量元素，還極度缺水乾燥，是不能直接種菜的。
資料圖：圖為從嫦娥五號返回器中取出的裝有月球樣品的容器。中新社記者 侯宇 攝
《火星救援》式土壤改造適用於月壤
在電影《火星救援》中，演員馬特·達蒙飾演的太空人馬克·沃特尼在滯留火星、等待救援期間，通過自製肥料改造火星土壤，成功種植出土豆獲得食物供給。這一電影情節令人印象深刻。既然月壤不適合植物直接生長，那網友熱議的「月球種菜」夢想是否就此落空？那倒未必。
「電影《火星救援》的土壤改造方法也適用於月球。」西北農林科技大學教授張顯表示，月球土壤是由月巖風化而來，其成分和地球土壤的區別在於缺乏有機質、水和空氣，並且多了氦-3。理論上講，只要提供植物生長所需的有機物、水、氧氣和陽光等，就可以種植出土豆等作物。目前月壤要實現種菜，就得經過改良，需要添加人畜糞便或動植物腐爛後的有機物等有機質和適量水，這樣一來基本就可以種植出蔬菜。
他進一步解釋道，水的獲得可以參考電影《火星救援》的做法，用氫氣和氧氣反應來提供。月球環形山上有很多水冰，理論上收集這些水冰就能產生水。另外，月球表面由於晝夜溫差太大，缺乏空氣，植物無法生存，只有在月球建造人工氣候室，才能實現作物種植。
資料圖：圖為從嫦娥五號返回器中取出的裝有月球樣品的容器。中新社記者 侯宇 攝
沙漠、海島種菜可作參考
由於太空環境較為惡劣，目前在月球、火星種菜仍是夢想；但科學家們曾改造過沙漠、海島，在這些自然環境惡劣的地區實現作物種植。有網友戲稱中國人祖傳「種菜天賦」，種菜的技能已經從沙漠戈壁、雪域高原蔓延至祖國海疆的鹽鹼地。
重慶交通大學的「沙漠土壤化」科研團隊多年來在內蒙古自治區阿拉善盟烏蘭布和沙漠進行沙漠改造和持續種植試驗，「點沙成土」，種植出來的蔬菜水果早已對外銷售。去年，中國海軍西沙某水警區聯合地方某高校「沙變土」科研團隊，在三沙市永興島白沙灘開展島礁海灘種植技術攻關，成功種活了小白菜、上海青、娃娃菜、茼蒿、生菜等7種蔬菜。
月壤種菜和沙漠、海島等惡劣地球環境種菜有何異同？張顯表示，沙漠種樹、海灘種菜、鹽鹼地種稻，這些都是中國人創造的「奇蹟」。沙漠解決肥和水的問題就能種植各種農作物。海島缺乏淡水，集雨水就能有淡水，再補充植物所需的營養物質，就可實現種植。月球土壤的改造也有「異曲同工之妙」。
「用月壤種菜，就必須對其組分進行調整和改良，以增加其土壤有機質、水分和必要的礦物質鹽類，而且還需要增加必要的氮、磷、鉀等肥料以及一些必要的微生物，而這些既是月壤中所缺乏的、又是植物生長所必須的物質。」燕繼曄稱，在海島、沙漠、南極等地球土壤環境特別惡劣的地方種植蔬菜，可為人類探索月球、火星應用無土栽培提供許多借鑑，包括大環境控制、水分/養分供給、光環境控制以及植物品種選育等。
資料圖：嫦娥五號探測器在月球表面自動採樣。國家航天局供圖
未來地外天體種菜或不是夢
事實上，人類也在為地外天體的移民和生存做準備。建立月球、火星基地並實施其資源的開發應用具有重大而深遠的意義。未來，人類如果要長期在太空生活，也需要在太空中培養良好的農作物和蔬菜。
燕繼曄表示，在空間條件下，植物的向光生長、種子萌發、幼苗生長、成年植株的生長發育以及體內代謝過程都有可能會受到影響。人類想要在月球或火星上長期駐留，可以建立可自主封閉循環的受控生態生保系統(CELSS)，實現食物、氧氣和水等基本生保物資的持續再生與供應。
可自主封閉循環的受控生態生保系統為人類實現在別的星球種菜提供了可能，目前中國已在相關領域取得長足進展。中國首個、世界第三個生物再生生命保障系統地基綜合實驗裝置「月宮一號」在2013年建成。2018年5月，在「月宮一號」內進行的「月宮365」實驗獲得圓滿成功，實驗建成了世界首個長期穩定循環運轉的「人-動物-植物-微生物」四生物鏈環系統，實現艙內氧氣和水100%、食物80%的循環再生，為未來人類在地外星球長期生存提供保障。志願者出艙時，也帶出一些在「月宮一號」內種植的蔬菜水果。植物艙內一共種植了35種植物，包括小麥、西紅柿、草莓等。在長達370天的實驗中，這些果蔬是他們的主要食物來源。
值得一提的是，2019年1月，隨嫦娥四號登陸月球背面的生物科普試驗載荷內生長出植物嫩芽。這是人類在月球上種植出的第一株植物嫩芽，實現了人類首次月面生物生長培育實驗。不過這株植物嫩芽並非直接在月壤上生長，而是在一個高度密封的抗壓容器中完成試驗。對於未來能否實現月球種菜，張顯滿是期待：「隨著科技發展，人類在別的星球種菜或其他植物種類也許將不是夢想，這或許會逐漸變成現實。」
（來源：中國新聞社）