5月12日，在《通讯生物学》期刊上出现了一篇轰动性的论文，美国佛罗里达大学的研究人员，首次使用月球土壤种出了植物。
2020年12月，嫦娥五号从月球取样土壤返回，专家却说月壤中不含任何有机养分，不能用来种菜。
是专家说错了？还是我们取得的月球土质不一样？这次实验到底是怎么一回事？我们离月球种菜还有多远？
月壤种菜实验究竟是怎么一回事？这次实验其实酝酿已久，佛罗里达大学的研究人员，经过长达15年的申请，才终于从NASA申请到了多达12克的月球土壤进行实验。这12颗珍贵的月球土壤，分别来自阿波罗11号，阿波罗12号和阿波罗17号飞船从月球采集的样本。这些样本已经经过了NASA的多次分析，研究价值有限，这才被“慷慨”地拿来种植物。
研究人员把这12克月球土壤，按照来源飞船的不同，分为三个实验组，每组又分成4份，用来种植植物，平均每株实验植物能分到的月球土壤只有1克。1克土是什么概念呢？只够覆盖一个底面积约1平方厘米的实验孔板，土壤的厚度只有5mm，相当于在指甲盖那么大的地方，盖上一层不到半根手指厚度的土。
这么点土壤，种生菜，白菜啥的是不指望了，水稻小麦也只够发芽的，所以最后选择的植物，是一种名为拟南芥的十字花科植物。这种植物在2000年成为第一种基因组被完整测序的植物。同时，因为其植株小，生长周期短，自花授粉，单株就能结几千粒种子的特性，被科学家选定为植物研究的模式样本。拟南芥被广泛地应用于植物学研究中，地位类似于小白鼠在动物研究，果蝇在昆虫研究中的地位。
研究人员先把一块比月壤更厚的岩棉塞到实验孔里，岩棉预先浸满营养液，之后把月壤铺在岩棉上方，让月壤通过毛细作用从岩棉里缓慢地吸取营养液。拟南芥的种子与营养液混合之后，再用吸枪吸取，注入到土壤中。在实验进行到第6/8天时，用镊子轻轻地拔出一个样本，观察植物的根系和叶片的生长情况。之后每天记录植物的生长状况，到第20天把所有植株的地上部分用剪刀收割，用液氮保存之后，再送去检测植物体内的基因表达情况，实验结束。
实验除了这三个使用真正月球土壤的实验组之外，还有一个使用NASA以火山灰制造的“模拟月壤”，作为对照组。
在2020年12月，嫦娥五号从月球取回土壤样本时，很多网友就对月球到底能不能种菜充满兴趣，甚至当时还上了微博热搜。有网友说这就是我们的民族特质，即便是上了月球也要想着种菜。
最后央视新闻官宣了专家的结论，月球土壤不含有机质，含水量也非常低，每吨只有120克，不能用于种菜，无情地击碎了网友们的幻想。
那这次美国研究人员是怎么在月球土壤里种出植物的？是专家说错了？还是两家取得的土质不一样？
其实认真看此次实验流程的朋友可能已经发现了，这次实验中，研究人员往月壤中添加了非常重要的一种物质，那就是营养液。
这些营养液中包含植物生长所必须的各种微量元素和有机物，说白了，如果拿掉土壤，只是靠这些营养液进行无土栽培，其实也能种出植物来。土壤在这次实验中，起到的只是一个固定植株的基质作用。
这次实验的成功，只能说明土壤起码是无毒的，不至于说用上营养液了还是种啥死啥的。如果刨除营养液，月壤在月球缺乏空气保护的环境中经过漫长时间的演化，植物生长必须的碳、氮元素基本上已经逸散，再加上极低的含水量，确实是没法种菜的。
不仅如此，本次实验所取得的成果，还证明了，月球土壤虽然无毒，但是依然不适合植物生长，硬要类比的话，有点像是超级盐碱地。
实验进行到第六天的时候，所有月壤中的拟南芥都发芽了，并且长势跟火山灰“模拟月壤”相差无几。但是在第六天之后，“模拟月壤”中拟南芥的生长速度就远超过种在月壤中的拟南芥。
到了第十六天，种在月壤中的拟南芥比对照组的小了一半不止。最严重的情况发生在阿波罗11号取得的月壤中，种在这批月壤中的拟南芥，比它们生活在火山灰中的同胞，小了近五倍，比阿波罗12号样本的同胞也小了一半。
实验结果表明，即便是同样几乎不含有机质的“模拟月壤”，也比真实的月壤更适合植物的生长。
科学家在事后的回顾中发现，其实在实验的第六天，拟南芥刚发芽两天左右的时候，差距就已经出现了。虽然地上部分看不出来，但是地下的根系部分，生长在真实月壤中的拟南芥，普遍要短小得多。
在后续的基因检验中，更是发现，生长在真实土壤中的拟南芥，抗金属、抗干旱和抗氧化基因表达水平显著升高。其中的抗干旱基因，是因为土壤中的离子浓度太高，跟盐碱地类似，植物遭遇了烧根的问题。
而抗金属和抗氧化，则是因为土壤中重金属及氧化物含量很高，例如铬、镍、纳米铁元素等等，这些对植物生长有害，但不算致命的因素，导致月壤虽然能长植物，但生长受到了很大的抑制。
最后的一点发现，就是即便都是月壤，阿波罗11号，12号，17号飞船所取得的样本，在植物种植中的表现也是不同的。阿波罗12号的样本表现得最好，阿波罗11号的样本表现得最差，两者之间的差距甚至达到了整整一倍。
月球上的地质分布跟地球一样，并不是处处均衡的。此次试验的差异性说明，在某些地质年龄更年轻，遭受太阳辐射更少的地方，甚至是较为年轻的陨石坑中，或许存在金属含量更少，氧化物更少的土壤。这种土壤有微小的希望，不经过大规模的土壤改造，就能在输入营养液的情况下，种植植物。
这也是为什么，我们的嫦娥五号选择在难度更高的月球背面进行取样的原因，各国对这些地方的研究更少，这里的土质还未得到研究，更有希望获得全新的发现。
所以，这场历史上首次使用真实月壤的植物种植实验，反而更加印证了嫦娥五号时得出的结论，月球的土壤确实不适合种菜。即便是从外界输入营养液，月球的土壤也会抑制植物的生长，并不适合作为种菜的基质。
一场异常昂贵的实验这场实验看起来也并不复杂，为什么之前大家都是说月球不能种菜的推测，没有人实际上手实践呢？
因为这场实验实在是有点过于奢侈了。
1970年，前苏联为了表彰天才火箭专家科罗廖夫，对苏联航天事业作出的贡献，将0.2克的月壤赠送给了他的遗孀。1993年苏联解体之后，科罗廖夫的遗孀将这0.2克月壤，委托给苏富比公开拍卖，最终卖出了44万美元的天价，一克折合220万美元。
2018年，这批月壤又一次上了拍卖场，这次最终以85.5万美元的价格成交，折合成一克，就是427.5万美元。
而这次佛罗里达大学实验用掉了12克月壤，光是这些月壤，就价值5130万美元。更不用说，即便有这么多钱，也根本买不到这么多的月壤。我们的嫦娥五号一共只从月球带回1731克月壤，平时的科学实验申请个一克半克的月壤都是千难万难了，更不用说奢侈到用来种菜。这个“种菜”实验，起码在短期内，基本没有复现的可能性。
那这场耗资巨大，前无古人的实验，就只是为了验证一个科学家早就知道的事情——月球不能种菜吗？
其实这次实验的目的，更多的是为未来可能的月球基地，进行技术储备。
美国在2017年，提出了雄心勃勃的重返月球计划——阿尔忒弥斯计划，计划在2024年重返月球，并且未来要在月球上建立长期的基地。
要实现长期驻留的计划，就必须了解月球土壤的性质，有没有可能在月球种植植物来提供氧气和食物。如果月球土壤不适合种植，是否有可能经过土壤改造来完成这个计划。
万一月球的土壤确实能够种菜，那就能节省出宝贵的运力，不必所有的材料都从地球运输，这对月球基地计划是一个重大的利好。
当然，这次实验的结果并不理想，月球的土壤环境，比我们想的还要恶劣。但从另一个角度来说，这未尝不是一件好事，因为这意味着无土栽培技术，甚至是人工合成生物质技术成为了更好的选择。
这同时也说明，虽然飞船发射计划一拖再拖，但是美国人在月球基地项目上依然在迈步向前，我们的探月工程，需要加快步伐了。
