突破性的“月球农场”展示植物可以在月球上生长

低重力似乎有好处，包括增强耐寒性。

事实证明，在月球上发芽的棉花植物具有惊人的抗寒能力。

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两篇新论文表明，植物不仅能够在月球等低重力环境中生存，而且它们可能更喜欢这样，至少从唯一能发芽的物种来看是这样。

当嫦娥四号于 2019 年 1 月登陆月球时，它携带的有效载荷可能决定太空探索的未来：它试图在月球表面种植四种植物的种子。一粒棉籽的发芽当时引起了很多关注，但生长不仅仅是发芽。如果月球上种植的农作物比地球上的农作物产量更低或更脆弱，那将是一个大问题。

虽然花了四年多的时间，但该实验的重要结果已于 2023 年发布，它们表明，尽管在月球和火星上建立殖民地存在诸多障碍，但种植粮食可能不是其中之一。话又说回来，现在还为时尚早。

值得注意的是，嫦娥四号并没有尝试在月球土壤中种植种子。其他实验表明这是可能的，尽管很困难。相反，测试只是为了看看月球的低重力和高辐射是否会给植物带来问题。重力是这个问题中最重要的部分。毕竟，如果未经大气层过滤的太阳辐射损害了植物，我们总能找到方法给其他星球的圆顶屋顶着色。改变叶子和茎的向下力体验将是一个更大的挑战。

然而幸运的是，这似乎没有必要。事实上，低重力可能有助于抵消地球之外面临的一些其他困难。

重庆大学的一个团队于 2023 年 6 月发布了第一个比较月球表面植物与地球植物的结果，现在可以获得更多详细信息。当嫦娥四号在月球上运行时，作者将匹配的种子放置在一个具有相同土壤并保持相同温度、湿度和气压的设施中。

研究人员在其中一篇论文中宣布：“我们发现 1/6 克的月球重力会加速种子的发芽。” 

只有一粒棉花种子在月球上发芽，其他植物都没有，这与当时的报道相矛盾。在地球上，一些油菜籽植物和棉花种子一起发芽。

月球幼苗面临的最大威胁是登陆后九个地球日开始的漫漫长夜。月球舱内的温度降至 -52°C (-61°F)，因此地球控制装置也相应冷却。地球上大约 18 天没有出现温暖。 

令人惊讶的是，当光线重新回来时，月苗仍然是绿色的、直立的。然而，地球上的同类却是死气沉沉的，颜色为黑黄色。勇敢的月球幼苗在农历第二天存活了下来，尽管它的生长停滞了，研究人员将其归因于隔间中的氧气耗尽。 

研究人员怀疑，低重力引发了一些极地植物产生的抗冻能力，但对于棉花等温暖气候植物来说，这种抗冻能力早已解除。然而可悲的是，棉苗似乎在农历二夜就死了，在农历的五个多日里，其他种子都没有发芽。

作者将其他三种植物未能发芽的原因归因于前五天的温度超出了它们的舒适区。

除了这些障碍之外，月球农业还有一些潜在的优势。就像我们播客大问题这一集中描述的水下农业一样，它应该没有害虫和杂草，因此也没有用于控制它们的化学物质。

国际空间站上的实验证明植物不需要重力即可生长甚至结果。然而，这些植物通常在其他方面都处于最佳条件下。低重力棉花能够克服寒冷这一事实是一个非常重要的启示。 

对于火星基地来说，农业能力比月球基地更加重要。将食物从地球运送到月球将会很昂贵，但并不像登陆火星那样昂贵。由于火星的重力大约是月球的两倍，人们希望火星对植物也能产生类似的影响。

2023 年的两项研究发表在《微重力科学与技术》和《宇航学报》上。

本文的早期版本发布于 2023 年 11 月。