未来人类在火星上的基地或殖民地要想自给自足,一种可靠的本土食物来源将是必不可少的。依靠火箭运输来满足殖民者的食物需求成本太高,风险也太大。考虑到这一点,科学家们正在探索优化太空农业的方法。
在荷兰瓦赫宁根大学和研究中心的一个受控温室里,研究人员现在已经确定了一种在模拟火星土壤中提高作物产量的方法,这种方法是由古代玛雅农民首创的一种称为“间作”的方法,将不同的作物种植在一起。
在他们的实验中,研究人员将圣女果、豌豆和胡萝卜一起种在花盆里。在同样的模拟火星土壤中,以这种方式种植的西红柿产量是单独种植的西红柿的两倍,而且果实更多更大。西红柿也开花和成熟得更早,每株结出更多的果实,茎也更粗。
套作对豌豆和胡萝卜的产量没有增加作用。
“由于这是开创性的研究,这是第一次将这种间作技术应用于太空农业,我们真的不知道会发生什么,”天体生物学家Rebeca gon
“事实上,它对三种物种中的一种非常有效,这是一个重大发现,我们现在可以对此进行进一步的研究。”现在只需要调整实验条件,直到我们找到最优的系统。它可以是不同的物种,更多的物种,不同比例的物种,”gonalalves补充道。
这些作物是在模拟火星风化层中种植的,这是一种没有有机物质的土壤,由美国宇航局的研究人员开发,与真实的火星土壤在物理和化学上几乎完美匹配。研究人员添加了有益细菌和营养物质。他们还控制了温室内的气体、温度和湿度,使其符合火星温室的预期条件。
虽然人类在火星上建立基地在电影中屡见不鲜,但它们仍然只存在于科幻小说中。但举例来说,美国国家航空航天局(NASA)正在开发在本世纪30年代将人类送上火星所需的能力。
“火星真的很遥远。现在一次飞行大约需要9个月。如果你想像人类一样生活在那里,你就必须在那里种植自己的作物,”研究报告的合著者维格·沃姆林克说,他是瓦赫宁根的植物生态学家,也是一家名为B.A.S.E.的公司的首席执行官,该公司正在开发月球和火星的温室。
“空运食物非常昂贵,也很脆弱。你不会想在火星上没有东西吃,就像电影《火星救援》(the Martian)那样。我们的主要目标是尽可能多地利用现场资源,”Wamelink补充道。
间作包括种植具有互补特性的植物,这些植物可以相互帮助生长,以优化利用包括水和养分在内的资源。
研究人员说,间作的番茄植株可能受益于它们靠近豌豆植株,因为后者善于在引入土壤的细菌的帮助下,将空气中的氮转化为关键的营养物质。
贡帕拉尔维斯说,套作后胡萝卜产量在统计上显著下降,豌豆产量在统计上没有显著变化。
“如何选择作物品种非常重要,因为番茄确实从豌豆中获利,但胡萝卜肯定没有。这可能是由于光线不足。高大的番茄和豌豆植株通过吸收胡萝卜的光而战胜了胡萝卜,”沃姆林克说。
总的来说,西红柿、豌豆和胡萝卜都长得很好,尽管不如在同一个温室里的泥土里长得好。
研究人员没有品尝这些在模拟火星土壤中种植的蔬菜,因为它们必须经过一定的测试。
沃姆林克说:“我们确实品尝到了包括西红柿在内的早期收获。”“我认为火星上的南瓜比地球上盆栽土壤上的南瓜更甜。”