火星种土豆，先要解决“屎”的问题

探索宇宙奥秘 · 理性思考

要在月球或者火星上种出土豆，再也不用指望有个叫马克·达蒙的宇航员落在那里，用人粪当肥料了。这不是科幻电影的桥段，而是一项正在推进的真实科研。

2026年2月25日，美国化学会旗下的期刊《ACS地球与空间化学》发表了一项有点“味道”的研究。科学家们证明，用经过处理的“厕所污水”去“风化”月球和火星的土壤模拟物，能让这些不毛之地释放出植物生长所需的多种营养元素。

简单说，要想在外星当家，先得学会循环利用咱们自己的排泄物。

这个想法的灵感来源，确实和那部著名的火星科幻有关。电影里，被遗落在火星的植物学家靠什么在栖息舱里种土豆？就是他用其他宇航员留下的有机废物改良了火星土壤。

现实中的科学家走得更严谨。美国贝勒大学的研究团队与NASA合作，他们盯上了一个叫“BLiSS”的系统。

BLiSS的全称是生物再生生命支持系统。你可以把它理解成一个高科技的“化粪池+净水厂”。它通过一系列生物反应器和过滤器，把污水（研究里用的是人工模拟版本）转化成富含营养的液体。

研究人员接下来做的事，就是把这种“营养液”分别倒进模拟的月球土壤和火星土壤里，然后放在摇床上晃了24小时。

结果发现，和普通水相比，这种“废水”与模拟土壤作用后，能释放出大量的硫、钙、镁等关键植物营养素。更妙的是，在显微镜下，原本尖锐的土壤颗粒被“磨圆”了，表面出现了微小的坑洞，甚至覆盖上了一层纳米级的颗粒。

这意味着，模拟的排泄物不仅能施肥，还在实实在在地改造土壤的物理结构，让它变得更松软、更不“扎人”，更像地球上的土。

这个研究揭示了一个非常重要的观念转变：在漫长的太空旅行中，废物不再是累赘，而是核心资源。

回顾人类早期的远航，比如哥伦布发现新大陆，船只需要携带大量的淡水、食物。但对于去月球或者火星的旅程来说，这条路走不通。从地球发射每公斤物资的成本数以万计，完全依赖“快递”根本养不起一个长期基地。

因此，未来的地外定居点必须是一个闭环生态系统。植物产生氧气和食物，人类消耗这些并产生废物，而废物又必须被用来滋养新的植物。这个研究正是打通了这个闭环中最关键、最让人“膈应”的一环：如何安全、高效地把人的排泄物还给土地。

过去，我们可能更关注如何用物理或化学方法，从月壤或火星土壤中直接提取资源，比如水冰或者氧气。但这项研究提醒我们，土壤本身也是活的，需要“养护”。它需要的不仅仅是矿物质，还需要有机质和微生物的参与，才能从一片尘埃，变成真正的土壤。

这项研究的细节也很能说明问题。研究人员特意观察了模拟土壤颗粒在“废水”处理前后的微观变化。

这是一个非常扎实的切入点。月壤和火星土壤由于缺乏水和生物活动，颗粒通常非常尖锐，带着棱角。如果直接用来种东西，不仅根系难以生长，这些像碎玻璃一样的颗粒还会损伤植物组织。

但实验中观察到的“纳米颗粒覆盖”和“小坑洞”说明了什么？说明废液中的成分在溶解和侵蚀矿物颗粒的表面。这个过程看似微小，却是地球土壤形成的基本原理——风化。在地球上，是水、风、生物作用了几亿年，才把岩石变成了沃土。

现在，科学家希望通过“人工加速”的方式，在几个月甚至几天内，模拟出这个地质过程。虽然目前只是在摇床里晃了24小时，但它证明了方向可行。未来的研究，或许会引入更复杂的微生物群落，真正构建一个微型的、可自我循环的土壤生态系统。

那么，这项研究跟中国有什么关系？关系很大。

首先，中国是极少数拥有月球真实土壤样品的国家。嫦娥五号带回的1.731公斤月壤，是开展此类研究最珍贵的原材料。虽然这项美国的研究使用的是模拟土壤，但模拟土和真土的差异，恰恰是下一步研究的关键。任何模拟都无法完全复现真实月壤在太空亿万年的辐射、微陨石撞击等复杂经历。

中国科学家已经利用这些珍贵样品开展了一系列研究。例如，中国科学技术大学的研究团队就曾发现，月壤中的某些成分可以作为催化剂，在光照下将水和二氧化碳转化为氧气和甲烷。这为在月球上建立资源利用系统打开了新思路。

在“月壤种菜”这个赛道上，中国科学家也跑得很快。此前，重庆大学的团队就曾用模拟月壤，在嫦娥四号搭载的生物科普载荷中，让棉花种子发了芽。这是人类首次在月球上完成的生物生长实验。

如果把中国的这些进展与此次美国的研究结合起来看，脉络就清晰了：人类正在从“能不能在月球/火星上种东西”，转向“如何高效、可持续地种东西”。中国在真月壤研究和地外生态系统构建上的积累，正让我们在这场“星际农夫”的竞赛中，处于一个非常有利的位置。

种土豆，首先得有土。而造土的原料，很可能就来自我们自身。这个想法确实有点让人忍俊不禁，但它背后是严谨的科学逻辑。它告诉我们，星辰大海的征途，就是从处理好每一滴“废水”、改良每一粒“尘埃”开始的。