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想象一下，在人类第四次火星任务中，你肩负着在火星定居点建立首个自给自足农作物基地的重任。尽管在火星上利用真菌种植农作物可能还需要数十年的时间才能实现，但这并没有阻止一支由美国和巴西科学家组成的国际研究团队在这一领域展开前沿探索。他们正在研究如何通过非传统方法提高太空环境下的农作物产量。
近日，该团队将研究成果发表在了《前沿：天文学与空间科学》杂志上。研究人员在报告中探讨了如何利用一种被称为“有益真菌”的真菌类群，将有毒且极度缺乏营养的月球和火星风化层转化为适合农作物生长的生物友好型土壤。在地球上，这类有益真菌已经在植物、土壤和其他生物的养分循环中发挥着至关重要的作用。
这项研究重点关注了月球和火星土壤在氮、钾和磷等农作物生长必需养分方面的严重不足，并试图寻找克服这一瓶颈的方法。研究人员指出，在地球上，多种真菌已经被证实能够在非生物胁迫（例如缺乏营养的极端环境）下，通过增加植物对养分的吸收来促进其生长。部分真菌物种甚至已经在国际空间站上得到了应用。
为了克服使用月球和火星风化层等贫营养成分种植植物所面临的非生物胁迫，研究人员建议采用丛枝菌根真菌（AMF）。这种真菌自19世纪中叶以来就广泛应用于植物学领域，其工作原理是作为植物根系的微观延伸来帮助植物汲取养分。虽然在真实的月球和火星土壤中种植植物还需要进一步的实地研究来填补知识空白，但研究人员对未来利用真菌在这些外星土壤中孕育出丰收的农作物表达了强烈的乐观态度。
研究结论指出，将这些促进植物生长的真菌引入基于月球或火星土壤的农业系统中，将为太空农作物生产以及人类在地球之外建立定居点提供战略性的提升。例如木霉菌和各类丛枝菌根真菌，它们在缓解非生物胁迫、调动必需养分以及潜在改善土壤底物的理化结构方面表现突出。这些微生物为改变无机环境提供了一种极具前景的生物技术工具。
在太空探索中，利用月球和火星当地的土壤来种植农作物被称为“原位资源利用”（ISRU），通俗来说就是“就地取材”。在月球和火星的极端环境下，将毫无营养的风化层与有益真菌相结合，可能会大幅减少甚至完全消除从地球运送土壤来种植食物的需求。这将极大地减轻长途太空运输中的财务和物流负担。
目前，利用原位资源进行未来的月球和火星载人任务已经是美国宇航局（NASA）“从月球到火星”架构的重要组成部分。此前的一项研究中，研究人员就曾将一克蓝藻与火星土壤模拟物结合，成功培育出了27克浮萍。而这项关于真菌的最新研究，为日益增多的太空农业文献增添了新的重要篇章。在未来的几十年里，有益真菌究竟将如何帮助人类在火星上开垦农田，科学探索的脚步终将为我们揭晓答案。
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