月球上能不能种菜蚂蚁庄园文章列表:

• 1、月球上能不能种菜？中国科学家的9天实验，引发国际关注
• 2、首次！科学家用月壤种出植物，月球种菜指日可待？
• 3、美国用月壤种植物，我们离在月球实现种菜自由还有多远？
• 4、月球种菜！嫦娥四号完成人类首次月面生物实验
• 5、科学汇｜月壤中发现高含量水，我们能去月球上种菜了吗

月球上能不能种菜？中国科学家的9天实验，引发国际关注

综述

民以食为天，从深耕田地里走出来的中华文明，无论何时何地，都对“吃”有着浓厚的兴趣和要求。不但有川鲁粤淮阳，闽浙湘本帮的八大菜系，也有蒸炒煮炸等各种手法。

随着时代的发展，我们能吃到的美味越来越多，甚至有一大部分蔬菜和水果，都是来自太空的产物，比如我们熟知的太空草莓和太空番茄。

通过“太空育种”的方法，我们人类已经制造出了很多新鲜的物种。截至2020年9月，我国先后30多次利用返回式卫星和飞船等方法，培育出700多个“宇宙品种”。

很多人都觉得这些“宇宙品种”从种子时期到成熟结果全都是在太空培养的，但恰恰相反，这些“宇宙品种”只是将种子送到太空，利用太空的环境，诱导种子发生变异。

一旦种子变异完成后，将会被送到地球进行培养。2016年，神舟十一号升空，景海鹏和陈东两位宇航员，在银河系内完成了我国在太空的首次植物栽培，这就说明，宇宙中依然能够培植出地球的作物。

这一现实激发了科学家的探索欲，他们做出一个更大胆的决定——在月球上栽种植物。

月球

月球作为地球唯一的天然卫星，始终围绕着地球进行转动。据中国宇航出版社出版的《月球科学概论》所述，月球是太阳系中体积第五大的卫星，可能形成于45亿年前。

由于月球和地球之间存在着潮汐锁定的情况，因此，月球始终以同一面朝向地球，按照地球的时间观念进行换算，月球上一个白天的时间大约是地球时间的14.77天，夜晚也是如此。

从这个角度讲，月球接受光照的时间很长，因此，相对于种植的植物而言，月球的光照环境非常充足，有利于植物的生长，但是这也形成了相应的问题，因为过度的太阳光照很可能招致温度的上升。

一旦温度超过植物的适应温度，很有可能导致植物种子的死亡。

到了夜里，月球的温度会变得很低，很可能到达-183℃，部分陨石坑和阴影区的温度可能会达到-272℃，这对于地球植物来说，又是一个相当严苛的挑战。

此外，水对于任何生物都是必不可少的存在，而月球上并没有液态水的存在，因此，人类如果想在月球上直接种植作物，以现在的技术手段来说，是完全没有任何可能性的。

假想与具体实验

早在2013年，美国航空航天局（NASA）就宣布了上月球种菜的计划，但是到目前为止，我们都没有看到美国航天局在这一方面获得相应的成果。

2017年，在《人类2.0》这本书中，记者采访了全球15位顶尖的科学家，其中包括NASA的科学家麦克，在麦克看来，如果能带个罐子和水，以及植物的种子去月球，那就再好不过了。

正是麦克的这个想法，给我国科学家带来了灵感。重庆大学先进技术研究院院长谢更新带领团队日夜研究，决定用人类的手段，在月面上模拟地球的生态环境，从而给植物制造合适的生长环境。

带着这样的想法，他们将植物的种子放在一个容器之中，同时，在容器内部设置的了水、导光管、散热片等诸多装置，可以说，在月球的环境上，模拟了生态实验。

为了防止曝光过度或者温度过低，他们只好用散热片、热管等装置来维持内部的热量平衡，同时用光导管，严格控制进入罐子的光照。

此外，他们还特意在光导管上涂抹了防尘涂料，从而避免月球的尘土沾到光导管上。

最后，为了让植物正常的生长下去，他们还在罐子内部设置了严格的防水设施，从而防止罐内液体的流失，经过精准的计算，他们在罐子内部放入了18克的水，就这样，围绕月球种植的实验展开了。

实验过程和结果

起初，科学家们担心植物的生存情况，因为月球的环境变动并不适宜植物的生长，而且经历了宇宙空间的辐射等等状态，会让实验的难度整体倍增，如果罐内的植物死亡，就说明这场实验失败了。

好在罐内的照相机和其他机器及时反馈了数据，这才让科学家们松了口气。罐内反馈回来的气压是1.04个大气压，和地球环境相当。

此外，当时的月球正值白天，表面温度已经达到了100多摄氏度，但装置内部的温度只有30℃左右，这就说明，装置的作用非常大，这个实验，已经成功了一半。

过了一会，装置内部的各个部分都开始了平稳地运行，无论是太阳光照、水还是空气，全都在可控范围内严格运作。

仅仅用了四天，这粒小小的种子就生根发芽，长出了一片叶子，自此，这项实验正式成功了。

重庆大学的研究团队立刻将这件事上报给国家以及航天局，同时，向全世界公布了这张图片。

经过研究人员的长期确认和再三观察，发现种子在月球上发芽，比在地球上早了三天左右，同时，植物的根横向生长，和地球上完全不同，也就是说，这粒在月球上生根发芽的种子，已经有了初步“变异”的现象，更像一个全新的物种。

这个实验初步证明，月球环境下，植物的生长机制和形态会发生变化。不久后，全世界都震惊了，他们万万没想到，人类第一次月球生物实验是由中国人实现的。

美国科学促进会出版的学术期刊《Science》将这起实验收录其中，称他为“in a first for humankind”。意为：人类（月球种植）的首次实验。

结语

这粒小小的种子，蕴含着诸多科学家的心血和期盼，也彰显着我国科学技术的进步，作为首次进行月球生物实验的国家，我国的发展有目共睹。

虽然今天，只有一粒小小的种子在月球上开花结果，但是在未来，我们人类一定会在月球上开枝散叶。

首次！科学家用月壤种出植物，月球种菜指日可待？

作者 | 陈之涵来源 | 科技宣传文化资源库

月球上能不能种菜？这是全球“吃货”都颇为关心的话题。

此前曾有科学家指出：月壤不含有机养分，且十分干燥，故无法种菜。对此，网友纷纷表示“失望至极”：这么大个球连菜都种不了，千年的奔月执念，终究是错付了。

月壤培育的拟南芥。

但一项近日发表于《通讯生物》的新研究，或将重新点燃众人的热情。研究称，拟南芥种子在月壤的培育下，首次成功发芽、生长。这说明，月球种菜，指日可待。

菜能种，但长势不好

虽然月球本身寒冷、干燥，但这些问题都能人工解决。

本质上，月壤与地球土壤的构成成分相似，这也坚定了Rob Ferl教授继续“月壤育种”实验的信念。他来自美国佛罗里达大学食品和农业科学研究所（IFAS），是此次研究的作者。

用于实验的月壤在阿波罗11号、12号和17号登月任务期间收集。11年间，他与同事共向美国宇航局提出三次申请，最终获得了12克月壤的实验使用权。这也使此次成果倍显珍贵。

为打造微型的“月球花园”，他将常用于培育细胞的塑料板用作“花盆”。每个花盆都被填入1克月壤，并用营养液润湿，随后再添加一些拟南芥种子。

“花盆”直径约1厘米。研究者正在润湿月壤。

为便于对照，他们还用JSC-1A（一种模拟月壤的地球材料）、模拟火星土壤以及极地地球土壤分别对拟南芥种子进行培育。

结果出人意料：所有土壤中的拟南芥都发芽、生长了，包括月壤；而且，种子在月壤和地球土壤中的发芽速度并无不同。“这说明，月壤并没有阻断参与植物发芽的激素和信号。”研究者称。

不过，随着时间的推移，月壤植物和对照组之间的差距开始显现——与后者相比，它们生长更为迟缓，“个头”更小；一些幼苗的根部状况糟糕、色素沉着，显然发育不良。

月壤也分“肥瘦”

研究人员认为，月壤中拟南芥的种种症状，是它们努力应对环境压力的物理表现。

这一点在随后的遗传学分析中得到了进一步证实。在拟南芥生长约20天后，研究人员将其割下并研磨，以对比不同土壤中植物的基因表达水平差异。

结果显示，月壤植物有1000多个基因的表达水平与其他土壤培育的植物不同，大多与应激相关。

左为JSC-1A中的拟南芥；右为月壤中的拟南芥

此外，不同任务采集的月壤，“种菜”效果也不尽相同。其中，胁迫反应（即植物对不利环境条件作出的应激反应）最严重的植物，是用阿波罗11号样本月壤培育的植物。

11号样本取自月球的静海区域。与取自其他区域的12号样本及17号样本相比，它们暴露于宇宙辐射、太阳风中的时间要长数十亿年，遭受的陨石撞击次数也更多，因此也被认定为“更成熟的月壤”。

在以上作用下，成熟月壤的成分发生改变，富集了金属铁的微小颗粒。科学家猜测，这些纳米相的金属铁，就是阻碍拟南芥茁壮成长的“元凶”。也正因如此，“在不太成熟的月壤中培育的植物，长势更佳。”

这项研究无疑为未来月球农业计划的实施奠定了基础。“如果我们需要执行历时更长的太空任务，很可能会在月球建补给基地。若月球存在一方‘沃土’，可供种植，我们将不愁食物供应。”Rob Ferl教授表示。

“现在，我们已经确定：植物能在月壤中生长。那么，直接在月球表面种菜，将是我们的下一步行动。”

参考文献

https://www.nature.com/articles/s42003-022-03334-8

https://phys.org/news/2022-05-scientists-soil-moon.html

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美国用月壤种植物，我们离在月球实现种菜自由还有多远？

5月12日，在《通讯生物学》期刊上出现了一篇轰动性的论文，美国佛罗里达大学的研究人员，首次使用月球土壤种出了植物。

2020年12月，嫦娥五号从月球取样土壤返回，专家却说月壤中不含任何有机养分，不能用来种菜。

是专家说错了？还是我们取得的月球土质不一样？这次实验到底是怎么一回事？我们离月球种菜还有多远？

月壤种菜实验究竟是怎么一回事？

这次实验其实酝酿已久，佛罗里达大学的研究人员，经过长达15年的申请，才终于从NASA申请到了多达12克的月球土壤进行实验。这12颗珍贵的月球土壤，分别来自阿波罗11号，阿波罗12号和阿波罗17号飞船从月球采集的样本。这些样本已经经过了NASA的多次分析，研究价值有限，这才被“慷慨”地拿来种植物。

研究人员把这12克月球土壤，按照来源飞船的不同，分为三个实验组，每组又分成4份，用来种植植物，平均每株实验植物能分到的月球土壤只有1克。1克土是什么概念呢？只够覆盖一个底面积约1平方厘米的实验孔板，土壤的厚度只有5mm，相当于在指甲盖那么大的地方，盖上一层不到半根手指厚度的土。

这么点土壤，种生菜，白菜啥的是不指望了，水稻小麦也只够发芽的，所以最后选择的植物，是一种名为拟南芥的十字花科植物。这种植物在2000年成为第一种基因组被完整测序的植物。同时，因为其植株小，生长周期短，自花授粉，单株就能结几千粒种子的特性，被科学家选定为植物研究的模式样本。拟南芥被广泛地应用于植物学研究中，地位类似于小白鼠在动物研究，果蝇在昆虫研究中的地位。

研究人员先把一块比月壤更厚的岩棉塞到实验孔里，岩棉预先浸满营养液，之后把月壤铺在岩棉上方，让月壤通过毛细作用从岩棉里缓慢地吸取营养液。拟南芥的种子与营养液混合之后，再用吸枪吸取，注入到土壤中。在实验进行到第6/8天时，用镊子轻轻地拔出一个样本，观察植物的根系和叶片的生长情况。之后每天记录植物的生长状况，到第20天把所有植株的地上部分用剪刀收割，用液氮保存之后，再送去检测植物体内的基因表达情况，实验结束。

实验除了这三个使用真正月球土壤的实验组之外，还有一个使用NASA以火山灰制造的“模拟月壤”，作为对照组。

实验的结果如何？月球到底能种菜吗？

在2020年12月，嫦娥五号从月球取回土壤样本时，很多网友就对月球到底能不能种菜充满兴趣，甚至当时还上了微博热搜。有网友说这就是我们的民族特质，即便是上了月球也要想着种菜。

最后央视新闻官宣了专家的结论，月球土壤不含有机质，含水量也非常低，每吨只有120克，不能用于种菜，无情地击碎了网友们的幻想。

那这次美国研究人员是怎么在月球土壤里种出植物的？是专家说错了？还是两家取得的土质不一样？

其实认真看此次实验流程的朋友可能已经发现了，这次实验中，研究人员往月壤中添加了非常重要的一种物质，那就是营养液。

这些营养液中包含植物生长所必须的各种微量元素和有机物，说白了，如果拿掉土壤，只是靠这些营养液进行无土栽培，其实也能种出植物来。土壤在这次实验中，起到的只是一个固定植株的基质作用。

这次实验的成功，只能说明土壤起码是无毒的，不至于说用上营养液了还是种啥死啥的。如果刨除营养液，月壤在月球缺乏空气保护的环境中经过漫长时间的演化，植物生长必须的碳、氮元素基本上已经逸散，再加上极低的含水量，确实是没法种菜的。

不仅如此，本次实验所取得的成果，还证明了，月球土壤虽然无毒，但是依然不适合植物生长，硬要类比的话，有点像是超级盐碱地。

实验进行到第六天的时候，所有月壤中的拟南芥都发芽了，并且长势跟火山灰“模拟月壤”相差无几。但是在第六天之后，“模拟月壤”中拟南芥的生长速度就远超过种在月壤中的拟南芥。

到了第十六天，种在月壤中的拟南芥比对照组的小了一半不止。最严重的情况发生在阿波罗11号取得的月壤中，种在这批月壤中的拟南芥，比它们生活在火山灰中的同胞，小了近五倍，比阿波罗12号样本的同胞也小了一半。

实验结果表明，即便是同样几乎不含有机质的“模拟月壤”，也比真实的月壤更适合植物的生长。

科学家在事后的回顾中发现，其实在实验的第六天，拟南芥刚发芽两天左右的时候，差距就已经出现了。虽然地上部分看不出来，但是地下的根系部分，生长在真实月壤中的拟南芥，普遍要短小得多。

在后续的基因检验中，更是发现，生长在真实土壤中的拟南芥，抗金属、抗干旱和抗氧化基因表达水平显著升高。其中的抗干旱基因，是因为土壤中的离子浓度太高，跟盐碱地类似，植物遭遇了烧根的问题。

而抗金属和抗氧化，则是因为土壤中重金属及氧化物含量很高，例如铬、镍、纳米铁元素等等，这些对植物生长有害，但不算致命的因素，导致月壤虽然能长植物，但生长受到了很大的抑制。

最后的一点发现，就是即便都是月壤，阿波罗11号，12号，17号飞船所取得的样本，在植物种植中的表现也是不同的。阿波罗12号的样本表现得最好，阿波罗11号的样本表现得最差，两者之间的差距甚至达到了整整一倍。

月球上的地质分布跟地球一样，并不是处处均衡的。此次试验的差异性说明，在某些地质年龄更年轻，遭受太阳辐射更少的地方，甚至是较为年轻的陨石坑中，或许存在金属含量更少，氧化物更少的土壤。这种土壤有微小的希望，不经过大规模的土壤改造，就能在输入营养液的情况下，种植植物。

这也是为什么，我们的嫦娥五号选择在难度更高的月球背面进行取样的原因，各国对这些地方的研究更少，这里的土质还未得到研究，更有希望获得全新的发现。

所以，这场历史上首次使用真实月壤的植物种植实验，反而更加印证了嫦娥五号时得出的结论，月球的土壤确实不适合种菜。即便是从外界输入营养液，月球的土壤也会抑制植物的生长，并不适合作为种菜的基质。

一场异常昂贵的实验

这场实验看起来也并不复杂，为什么之前大家都是说月球不能种菜的推测，没有人实际上手实践呢？

因为这场实验实在是有点过于奢侈了。

1970年，前苏联为了表彰天才火箭专家科罗廖夫，对苏联航天事业作出的贡献，将0.2克的月壤赠送给了他的遗孀。1993年苏联解体之后，科罗廖夫的遗孀将这0.2克月壤，委托给苏富比公开拍卖，最终卖出了44万美元的天价，一克折合220万美元。

2018年，这批月壤又一次上了拍卖场，这次最终以85.5万美元的价格成交，折合成一克，就是427.5万美元。

而这次佛罗里达大学实验用掉了12克月壤，光是这些月壤，就价值5130万美元。更不用说，即便有这么多钱，也根本买不到这么多的月壤。我们的嫦娥五号一共只从月球带回1731克月壤，平时的科学实验申请个一克半克的月壤都是千难万难了，更不用说奢侈到用来种菜。这个“种菜”实验，起码在短期内，基本没有复现的可能性。

那这场耗资巨大，前无古人的实验，就只是为了验证一个科学家早就知道的事情——月球不能种菜吗？

其实这次实验的目的，更多的是为未来可能的月球基地，进行技术储备。

美国在2017年，提出了雄心勃勃的重返月球计划——阿尔忒弥斯计划，计划在2024年重返月球，并且未来要在月球上建立长期的基地。

要实现长期驻留的计划，就必须了解月球土壤的性质，有没有可能在月球种植植物来提供氧气和食物。如果月球土壤不适合种植，是否有可能经过土壤改造来完成这个计划。

万一月球的土壤确实能够种菜，那就能节省出宝贵的运力，不必所有的材料都从地球运输，这对月球基地计划是一个重大的利好。

当然，这次实验的结果并不理想，月球的土壤环境，比我们想的还要恶劣。但从另一个角度来说，这未尝不是一件好事，因为这意味着无土栽培技术，甚至是人工合成生物质技术成为了更好的选择。

这同时也说明，虽然飞船发射计划一拖再拖，但是美国人在月球基地项目上依然在迈步向前，我们的探月工程，需要加快步伐了。

月球种菜！嫦娥四号完成人类首次月面生物实验

【月球“种菜”！嫦娥四号完成人类首次月面生物实验】月面长出第一株嫩芽 今天，嫦娥四号上搭载的生物科普试验载荷发布最新试验照片显示，试验搭载的棉花种子已长出嫩芽，这也标志着嫦娥四号完成了人类在月面进行的首次生物实验。这株植物嫩芽后续还将继续生长，有望成为月球上的第一片绿叶。

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科学汇｜月壤中发现高含量水，我们能去月球上种菜了吗

钱江晚报·小时新闻记者 郭闻

月壤中发现了高含量水。

这项科研成果一公布，大家哗然了。许多网友热烈地讨论着中国人最津津乐道的话题：能喝吗？能种菜吗？

答案自然是“不行”。公布这一成果的中国科学院地球化学研究所科研团队解释：这并不是我们日常概念中的水。我们所发现的月壤中的高含量水是存在于矿物晶体结构中的，所以是不能直接用来喝，或者用来种菜。但是未来可以通过对月壤的开发和利用，将这些水提取出来，可以在未来作为科研空间站的生命保障需求。这个意思就是，月表矿物就像仓库，它的里面装有高含量的羟基（-OH）物质，这是判断水存在的标准。一旦科技发展到一定阶段，我们就能够通过羟基合成水，就像把水的原材料从仓库中拿出来一样。

所以，虽然目前的月壤中的高含量水不能直接喝也不能用于种菜，但是它对未来探索月球及太阳系其他行星的意义却十分重大。

怎么去理解这项成果呢？

月球没有我们想的那么干旱

关于月球，在小学科学的学习中占到了很大比例，二年级、三年级、五年级的《科学》课本中，都分别有观察月相的内容，要求掌握月相变化的规律、太阳、月球和地球的关系。由此可见，作为地球的卫星，月球无论在学科学习，还是生活中，都很重要，对我们的影响都很大。

在我国航空航天事业蓬勃发展的时代，“月壤里发现高含量水”这样一件纯科研成果，能够获得这么高的关注，说明了大家对中国前沿科学的关注，是件非常好的事。

虽然月壤不能种菜，里面的水也不能喝，但是这个发现对未来的航天事业具有很重大的意义。

首先，它打破了普通人以往的认知。

我们通常以为，月球表面没有水，因为月球表面白天的温度超过120℃，大气压为0，即便在月球上泼一盆水，它也会迅速蒸发成水蒸气，水分子会被强烈的太阳射线分解成氢原子和氧原子，再被太阳风吹拂到太空中去，最后一滴都不会剩下。

但实际上，自从1969年开始，美国通过阿波罗登月计划先后6次登月并取回超过380公斤的岩石和土壤标本，各国科学家相继从这些样品里发现了微量的水。

2008年，印度的“月船一号”探测器发射，美国宇航局在这个探测器上安装了一台“月球矿物学测绘仪”和一个月球撞击器，通过分析月球反射光谱来探测月表矿物属性。当时，科学家在月球很多地方发现了羟基(-OH)，特别是在南北两极的撞击坑里，水的信号尤其强烈。

但是，通过遥感探测得到的结果， 由于缺乏直接的样品分析证据，月表水的成因和分布一直存在争议。

直到这次，中国科研团队从月球样品中，发现矿物表层中存在高含量的太阳风成因水，至少为170ppm。ppm是计量学单位，1ppm指“百万分之一”，170ppm表示在1吨（100万克）月壤中含有170克水。

这是科学家第一次拿到月球表面含水的直接证据，并且水的含量出乎预料的多。

从“发现水”这个意义上来说，这项研究成果是一个很大的突破性进展。

为什么不同的月壤检测结果不同

说到这里，同学们可能会问，美国从月球上取下那么多的月球样本，又研究了那么多年，他们怎么就没有发现水的存在呢？

这与取样地方有很大关系。

之前美国获取月壤的地点主要是在月球上的富海和静海之中，后来美国与苏联之间曾经交换过月壤，双方的研究结果是成分差不多，也说明这两个国家取样地点比较接近。

而这次，中国是在月球最大的月海“风暴洋”北部的吕姆克山脉进行了取样，与美国的采样地点相距得相当远，这是人类从未探索过的区域。科学家推断，这里土壤体质更年轻，土壤中铀、钍、钾等放射性元素含量更高，更有研究价值和意义。相对美国采集到的月壤起码年轻15亿年。

所以，这次中国获得的月壤里准确地测定出40多种元素的含量，与美国赠送给中国的那1克月壤样品中测出来的结果有很大不同。

未来能做很多事

水被认为与生命的形成直接相关，有水才有产生生命的基础。

发现了水，就打开了月球未来的无限种可能，这意味着接下来我们可以做很多事了。

比如，月球有可能会成为未来空间站甚至是人类星际旅行的中转站。因为随着科技的发展，我们可以从月壤矿物中提取水（羟基），作为宇宙航行必备的水资源的补充。

而且，科学家已发现由于长期受太阳风吹袭，月壤含有大量氦-3，这是一种清洁的核能源，而氦-3在地球的含量极少，未来如果解决了核反应问题，就有可能解决在月球上发射火箭问题。因为月球很小，引力只有地球的六分之一，所以并不需要那么大的运载火箭。因此把月球当成是人类进行星际探索的中转站或者发射场，那将会十分的便利，人类对太阳系的探索也将突飞猛进。

获得月壤就意味着我们能够更好地了解月球。大家最感兴趣的能不能种菜问题，其实美国科学家已经迈出了第一步，在今年，美国科学家在12克月壤上种出了南芥。这意味着，未来在月球上种菜、种粮食的可能性是存在的。

这将是现代载人登月计划中不可缺少的一步，能够帮助我们更有针对性地建设月球科考基地。不久前我国科学家发现月壤中有富含铁、钛的活性化合物，它们可以充当催化剂，将月球上的原位资源水和二氧化碳转化为氧气、氢气和甲烷等。

看，这就是研究月壤的意义，一克小小的土里，能够看到未来的广袤的宇宙。

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