这一愿景可能还需要几十年才能实现,但美国和巴西的研究人员已经在研究真菌是否能使太空农业更加切实可行。在最近发表于《天文学与空间科学前沿》(Frontiers in Astronomy and Space Sciences)的一篇综述中,该团队探讨了有益真菌如何帮助将恶劣的月球和火星风化层转化为更适合种植农作物的生物材料。
真菌或可助力太空风化层适耕
月球和火星风化层是贫瘠的农业环境,因为它们缺乏植物茁壮生长所需的几种营养物质。研究人员特别关注了氮、钾和磷的短缺问题,以及可能克服这些限制的方法。
有益真菌可能提供一种可行的解决方案。这些生物在地球的营养循环中发挥着重要作用,能帮助植物、土壤和其他生物获取必需的资源。
该综述研究了已被证明能通过改善养分吸收来支持植物生长的真菌物种,包括在非生物(非生命体)胁迫下的情况。研究人员还考虑了已在国际空间站上使用过的真菌。
扩展植物根系
非生物胁迫对于在月球和火星风化层等贫营养材料中种植的农作物尤为重要。植物在获取有限资源的同时还需要应对恶劣的生长条件,因此需要外界的帮助。
研究人员重点强调的一类真菌是丛枝菌根真菌(AMF)。自19世纪中叶以来,这些真菌就被应用于植物学中,并与植物根系形成紧密的共生关系。实际上,它们充当了根系的微观延伸,帮助植物更有效地接触和吸收养分。
研究人员表示,在这种方法应用于实际的太空农业系统之前,还需要进行更多的工作。特别是,未来的研究需要测试这些真菌在真实的月球和火星风化层中的表现,而不是在模拟物或其他替代材料中的表现。
尽管如此,该团队认为在利用真菌支持地球以外的未来农业方面具有巨大潜力。如果该策略被证明有效,有益真菌可以帮助宇航员在月球和火星上生产更多、更可靠的农作物,同时减少对从地球运输食物的依赖。
该研究在结论中指出:“将促进植物生长的真菌纳入基于月球或火星风化层的农业系统,将对太空农作物生产和建立地球以外的人类定居点构成战略性提升。木霉菌(Trichoderma)和各种AMF(球囊菌门,Glomeromycota)等真菌因其缓解非生物胁迫、调动必需养分以及潜在改善风化层基质理化结构的能力而脱颖而出。这些微生物提供了一种大有可为的生物技术工具,能够改变风化层环境(无机成分),并对引入到恶劣基质中的工程微生物组产生积极影响。”