新华社北京11月27日电（记者袁全）全球范围内一系列载人登月计划的发布，激发了人们探索月球上能否种植植物以提供生命支持的研究热情。近日，一项来自中国农业科学家的新研究发现，地球土壤中的细菌或许可以帮助航天员在月球土壤上种出植物。
中国农业大学副教授孙振才率领的研究团队发现，胶质芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、荧光假单胞菌这三种地球上常见细菌的组合，可以提高月壤模拟物中植物可利用磷的浓度，从而提升月壤肥力，促进植物在月球上生长。这项研究本月发表在国际期刊《自然》旗下的《通讯-生物学》杂志上。
2020年12月2日，嫦娥五号探测器在月球表面自动采样（资料照片）。新华社发（国家航天局供图）
研究人员首先选择了五种常见的地球土壤细菌，对月壤模拟物进行测试，发现三种细菌可以大幅提高植物可利用磷的含量。磷是土壤中含有的一种植物必需营养元素。此前研究表明，月壤中磷的形态难以被植物吸收。科研人员通过实验发现，经过胶质芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、荧光假单胞菌处理后的月壤模拟物，其植物可利用磷含量在10至21天内增加了一倍以上。
接下来，研究人员在这三种细菌处理后的模拟月壤中播种了实验模式植物本氏烟草。18天后他们观察到，相比在没有接种细菌的普通月壤模拟物中生长的植物，实验中的植物茎部和根部更长，叶簇更宽、更重。此外，种植24天后这些植物的叶绿素含量也比没有细菌的对照模拟物中的植物高了104%。
孙振才表示，这些结果都表明用这三种细菌处理的月壤模拟物能促进和维持本氏烟草的生长。
在他看来，此项研究结果对未来航天员长驻月球维持基本生存具有重要意义。“由于植物可以提供食物与氧气，促进封闭生态系统的物质循环，月球植物温室将成为未来月球基地的标准配置。而提高月壤肥力，使其可以成为植物栽培基质，意味着我们无需从地球搬运整套栽培系统至月球，可以极大地节省火箭运力的需求。”
在此之前，孙振才的主要研究领域是土壤养分与土壤微生物，而这项天体生物学的研究最初是由参加科学训练项目的中国农业大学本科生夏一桐提出设想。2020年12月17日，嫦娥五号携带1731克月球样品返回地球时，夏一桐便对能否用月壤种植植物产生了好奇。他想知道，既然微生物能使地球上的土壤更肥沃，那它们对月壤会有同样的作用吗？
于是夏一桐找到孙振才，共同开展本项研究。他们在实验中用到的三种细菌是较为常见的土壤微生物，分布广泛，也被用作农田的微生物肥料。而研究团队选用的月壤模拟物是前往中国吉林金龙顶子火山采集原料制备而成。孙振才说，此前有研究证实该火山的喷发物与“阿波罗14号”月壤样品有非常相似的理化性质，而学术界对“阿波罗14号”月壤样品已经有比较透彻的研究。
“我们也非常期待在后续的研究中获得嫦娥五号探测所采集的样品。”孙振才说，嫦娥五号所采集的样品，其地质年龄要小于阿波罗样品，其理化性质、元素组成也不尽相同。不同性质的月壤样品可能会有不同的种植特性、改造潜力，值得后续深入研究。
2021年10月15日，在中科院地质与地球物理研究所月球样品洁净室，田恒次副研究员在处理月球样品（资料照片）。新华社记者金立旺 摄
今年7月，中国载人航天工程办公室发布消息，计划在2030年前实现中国人首次登陆月球，其后将探索建造月球科研试验站，开展系统、连续的月球探测和相关技术试验验证。
孙振才说：“我们在地球上种植的大部分作物都可以在未来的月球温室中种植。我们甚至可以利用不同的微生物，将月壤改造成适宜不同植物生长的不同状态，为未来月球基地的工作人员提供多种多样的植物来源食物。”
他说，如果后续研究中能获得足够多的月壤模拟物，研究人员将很有可能在小麦、水稻、玉米等主粮作物，乃至土豆等块茎作物上开展实验。
