实验显示:共生真菌与蚯蚓堆肥可改善模拟月壤种植,部分微生物或能在模拟火星土壤低湿环境短期生长

《Scientific Reports》近日发表的两篇论文分别聚焦模拟月球风化层(月壤)与模拟火星土壤中的生命存活与生长可能性,研究对象涵盖植物与微生物。

研究人员指出,月壤(即月球风化层)通常不利于植物健康生长,原因包括铝、锌等金属含量较高、渗水性不佳,以及缺乏地球土壤常见的微生物群落。此前虽有多种提升月壤“肥力”的尝试,但在处理后的介质中生长的植物仍常出现生长受抑、叶片发黄等压力迹象。

在一项针对植物的实验中,Jessica Atkin及其同事在模拟月壤样本中种植鹰嘴豆(Cicer arietinum),并设置两类处理:其一是在不同浓度下加入由红蚯蚓(Eisenia fetida)分解生物废料产生的蚯蚓堆肥;其二是在每个堆肥浓度的一半样本中接种丛枝菌根真菌(AMF)。研究团队随后测量了种子数量与重量,以及植株高度和根系质量等指标。

结果显示,鹰嘴豆仅在同时加入AMF与蚯蚓堆肥的样本中实现开花并结籽。与在100%商业盆栽土中生长的对照组相比,处理后的模拟月壤植株结籽数量明显更少;但在25%与50%蚯蚓堆肥处理组中,平均种子重量与对照组相当。与此同时,接种AMF的植株其地上部分干重与根系质量显著高于未接种样本,显示生长状况有所改善。

研究作者据此提出,地球上的土壤再生策略在月球环境中可能具备一定可行性。不过,论文同时强调:所有在含一定比例月壤模拟物中生长的植株,相较对照组仍表现出压力迹象。

另一篇论文则将重点放在微生物在模拟火星土壤中的生长条件。Jyothi Raghavendra及其同事在无菌环境下,将大气湿度维持在34%(研究称与火星大气湿度相当),并在60天内持续测量500毫克模拟土壤中的DNA质量变化。

实验数据显示,DNA质量在前30天内上升,研究团队据此认为土壤中既有微生物在严苛条件下仍出现生长迹象;但到第60天时,测得DNA质量降至零。作者表示,这一结果可为后续确定火星微生物适居条件的相关实验提供参考。


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