《火星救援》现实版：模拟火星土壤的贫瘠沙漠种出马铃薯

谁说的等待 · 发表于: 2017-3-13 08:42:00

　　北京时间3月13日消息，据国外媒体报道，科学家利用秘鲁南部沙漠的贫瘠土壤成功种植出了马铃薯，这或许意味着该作物也可以在火星表面生长。
　　潘帕斯德拉霍亚沙漠（Pampas de La Joya desert）的干燥土壤与火星土壤十分接近。研究者发现，马铃薯完全具有适应这种土壤的能力。实验中拍摄的延时视频片段显示，在模拟火星环境的特制CubeSat装置内，马铃薯成功地从土壤中长出并发芽。
　　来自国际马铃薯中心（International Potato Center）、美国航空航天局（NASA）和秘鲁工程与技术大学（UTEC）的研究者组成的国际团队已经进行了第二期实验──将马铃薯块茎种植到CubeSat环境中。
　　截至目前，研究团队已经获得了一些正面的初步结果，表明马铃薯可以在这种干燥的土壤中生长。“在类似火星的环境中种植农作物是这一实验的重要方面，”在UTEC任职的胡里奥·瓦尔迪维亚-席尔瓦（Julio Valdivia-Silva）说，“如果农作物能忍耐我们在CubeSat中设置的极端条件，那它们就有很大的机会在火星上生长。我们将进行好几轮实验，以找出最合适的马铃薯品种。我们希望了解马铃薯存活所需的最低条件。”
　　通过控制内部环境，CubeSat装置可以制造出类似火星的日夜条件，并为土壤和马铃薯块茎提供含有充足的营养和水分。该装置还能模拟火星上的大气压，以及氧气和二氧化碳水平，所有这些都通过一系列传感器和实时摄像机进行监控。
　　在2016年开始的第二期实验中，研究人员从潘帕斯德拉霍亚沙漠取回了与火星表面类似的土壤。实验显示，只要加入一些肥沃的地球土壤，马铃薯就能够在干燥、高盐的土壤中生长。
　　“我们一直在研究从秘鲁南部沙漠中找到的干燥土壤，”NASA的研究人员克里斯·麦凯（Chris McKay）说，“这是地球上最接近火星的土壤。这项研究将在技术上和生物学上给地球带来直接的好处。”研究人员已经培植出能忍耐更严酷环境的马铃薯品系。
　　研究者表示，该实验不仅能帮助未来的火星探索，也能对未来地球农业应对气候变化提供启示。初步结果显示，未来的火星种植者需要准备足够的营养物质，并使土壤的结构足够松散，以使马铃薯块茎获得足够的空气和水。
　　在实验中，表现最好的一个马铃薯品种非常耐盐。“看到我们培育的马铃薯能够耐受这些非生物压力，并且在这种土壤中长出了块茎，这让我们喜出望外，”国际马铃薯中心的培育专家沃特·阿莫罗斯（Walter Amoros）说，“这些结果表明，我们所培植的品种具有很高的潜力，可以帮助那些受到气候变化影响，或者即将受到影响的地区提高粮食安全水平。” ●

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在实验中拍摄的延时视频片段显示，在模拟火星环境的特制CubeSat装置内，马铃薯成功地从土壤中长出并发芽

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在电影《火星救援》中，由马特·达蒙扮演的男主角在特制的半球形大棚内种植马铃薯，在里面他不必穿着太空服

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通过控制内部环境，CubeSat装置可以制造出类似火星的日夜条件，并为土壤和马铃薯块茎提供含有充足的营养和水分

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该装置还能模拟火星上的大气压，以及氧气和二氧化碳水平，所有这些都通过一系列传感器和实时摄像机进行监控

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马铃薯

谁说的等待 · 发表于: 2017-4-20 09:42:02

源自：太空联盟公众号

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Credit：NASA
　　对太空农业的研究，导致了地球上的众多进步（如温室大棚和垂直农场中用到的LED照明、马铃薯育种新技术等）。虽然，现在仍面临许多技术困难，但植物和相关生物系统将成为在月球、火星，甚至更远星球上生存系统的主要组成部分。
　　美国国会于2017年3月批准，将195亿美元用于2017年NASA的太空探索，人类登陆火星将比以往任何时候，都更接近现实。
　　国有企业和私营企业加快了重返月球和首登火星的计划。如今，他们有一个新的关注点，在极端环境中如何维持人的生命和生产力。植物，特别是农作物，将成为再生生命支持系统的重要组成部分，因为它们提供食物、氧气、净化二氧化碳，并且有助于水的回收，这一切都是以自我再生或生物再生的方式进行的。毫无疑问，植物在任何长时间和远距离的人类太空探索中都非常必要。该领域已有大量研究，不仅有先进的太空农业，同时也促进了地球上的许多技术进步，如温室大棚和垂直农场中用到的LED照明，新的马铃薯育种技术等）。

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　　垂直农场，一种新型室内的农作物种植方式
　　图片来源：pixabay

　　NASA肯尼迪航天中心的雷蒙德·M·惠勒博士，最近发表在《开放农业》上的一篇文章，丰富而全面地介绍了在过去和现在，世界各国对人类太空探索中的生物再生、生命维持、环境可控农业的贡献。该文涵盖了大部分国际团队的主要进展，介绍这些工作的一些技术转让在地球上的价值。
　　在太空中，利用植物让人类生存并富有生产力，这个想法无论在概念上还是在科学探索中并不新鲜。但这篇文章中所介绍的各国历史上的众多研究，将是太空人工生态系统的行业研究和任务设计的基础。
　　该领域的研究，始于20世纪50年代和60年代，杰克·迈尔斯和其他研究人员为美国空军和国家航空航天局（NASA）研究藻类植物在氧气生产和清除二氧化碳中的作用。
　　从上世纪60年代开始，俄罗斯西伯利亚克拉斯诺雅茨克的研究人员，研究了藻类生产和可控环境农业。他们测试了一些人类群体所消耗的空气、水和食物，大部分食物由小麦和其他作物提供。
　　NASA在上世纪80年代早期，发起了“受控生态生命保障系统计划”，测试在受控环境中生产的小麦、大豆、马铃薯、莴苣和甘薯。这些研究为肯尼迪航天中心20平方米的室内封闭测试铺平了道路。
　　大约在同一时间，日本研究人员在青森县开发了密闭生态实验设施（CEEF），研究密闭系统中的植物、人类、动物和废物回收系统。CEEF拥有150平方米的植物生长面积，提供了可供两人和两只山羊食用的、几乎完整的饮食，包括空气和再生水。
　　欧洲航天局的梅丽莎计划，始于上世纪80年代末，尝试用生态方法提供气体、水和回收材料，以维持太空生活，后来扩大到植物测试。
　　加拿大威尔夫大学的研究小组在1994年成立研究机构，来开展太空作物研究。几年后，他们相继开发出复杂的大棚内低压植物生产室，用于太空作物测试，并扩大了测试范围，进行广泛的可控环境农业主题研究。
　　最近，北京航空航天大学的研究小组设计、建造和测试了一个封闭的生命支持设备（月宫1号），其中包括一个69平方米的农业模块，可用于三人的空气、水和食物生产。
　　这些太空农业的跨国研究，带来了新技术和新发现，包括首次使用发光二极管来种植作物、首次展示垂直农业、利用水培方法来种植地下作物如马铃薯和甘薯、作物产量超过记录、确定挥发性有机物（如乙烯）产率的技术、使用新方法控制供水、处理和回收废物用于作物生产系统的方法等等。
　　太空农业研究有益于陆地和可控环境农业研究，同时受益于此，未来仍是如此。目前仍存在许多技术难题，但当人类在月球、火星，甚至更远的太空建立基地时，植物和相关的生物系统将成为我们赖以生存的重要组成部分。
　　在美国国家航空航天局数项太空植物实验中负责微重力实验设计、来种植植物的首席研究员加里·W·斯图特博士说：
　　“雷·惠勒博士写下了人类太空开拓事业这段完整而令人惊叹的历史。这鉴于他对于项目开发以及相关成就等的深刻理解，文章强调了世界各国科学家和工程师的突出成就和贡献，带领太空探索研究走向成熟。他在项目中详细阐述了问题、挑战、成果和贡献，展示地球以及太空将如何从中受益。他强调，研究结果将不会通过宣言来实现，而是通过国家间和人与人之间的合作、以及研究机构的持续承诺来实现。他的文章是任何对太空农业有兴趣的人的必读文章。”

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[宇宙·航天] 《火星救援》现实版：模拟火星土壤的贫瘠沙漠种出马铃薯

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