2022年，5月12日发表在《通讯生物学》杂志上的一项新研究显示，美国佛罗里达大学的研究人员，首次用NASA阿波罗登月计划任务期间收集的月球土壤中种出了植物。这是植物第一次在月球土壤中发芽生长，为在月球上种植提供氧气和食物的植物奠定了基础。

理想很完美，现实很残酷。

这个实验，并不能证明未来月球基地就能够实现。

因为——没有成分相同的月壤。

人类仅仅取了千万亿亿分之一的月壤来种菜，无法推广到整个月表。

单纯用本次研究来推测整个月壤是否有可能种菜，无异于我们摸着大象的脚跟，来猜测它有多高。

按照主流的理论，月球和地球在50亿年前，都是相同的星际物质，它们的成分有着相同的基础。

不过，月球的具体形成过程，让地球和月球表面的成分产生了差异。

45亿年前，一颗叫做忒伊亚的行星撞击了原始地球：

撞击后，地球和月球形成。

月球形成曾有诸多学说，现在撞击说已是主流，NASA和BBC做的视频或纪录片，都是直接采用撞击说。

动图来源于BBC纪录片《我们真的需要月亮吗》。

这一次大撞击，一些碎片和尘埃成了月球的组成部分，这可能让月球的元素组成，相对来说更轻的元素更多。

但由于地球足够大，在早期熔融状态时，重元素更容易朝着地核下沉。再加上后来丰富的地质活动，尤其是板块运动、熔岩、火山、这样地球形成了和月球迥异的物质交换。

这就造成地球不同区域、不同地质年代的岩石成分、元素可能存在巨大的差异。

你让现在的植物在30亿年前的地球种植，也根本存活不了。

大气经过了三代的演化，期间经过了各种地质活动、蓝藻，才有了今天的大气成分。

5亿年前苔藓登陆，4亿多年前出现蕨类植物……植物对土壤的改造也至少经过了数亿年，才在地球上形成了有机质丰富，含大量碳、氮的土壤。

当然，地球质量足够大，也才锁住了大气中的氮和碳。

月球土壤的硬伤在于，相对于地球它没有经过足够的沉积作用。铁、铝等金属元素大量存在与月壤中，对植物造成氧化/盐碱胁迫，这是本次研究中，拟南芥成长速度减慢5倍，成长质量差的根本原因。

本次的实验还是短期的，月球本身没有大气，早期的氮元素基本散逸。而原本就比较少的碳，也一直在散逸。现在即便还有，也已经极少。

如果长期实验不提供地球的碳和氮，拟南芥也必然死亡。

这次的研究，这和中国研究月壤得出的，月壤不适合种菜的结论，并不矛盾。你不提供水、碳、氮，的确种不出来。

作为对生命最重要的两种元素，氮、碳的缺少，是最大的硬伤。

不过还是得庆幸，地月同源，地球上的某些盐碱地可能存在和月壤比较接近的地方。

既然地球上有适应盐碱地的植物，并且我们在盐碱杂交水稻上取得了一定的成功，那么通过基因工程对植物进行改造，以适应月壤并非完全不可能。

但真正最好的解决办法，还是得到更加合适的月壤。

虽然月球直径只有地球三分之一，它的沉积作用不明显，但还是有沉积作用的。

尤其是早期月球同样是熔融状态。

大量巨型陨石的轰击，既可能给月球带来全新的物质，也可能让地表和地幔物质进行交换。

月球形成早期，早结晶、下沉矿物比晚结晶、下沉矿物密度更小，后来的演化过程中，地幔重物质下降、轻物质上升，出现“重力”翻转，给月球内部物质组成带来了更多不确定性。

以上的各种原因，都可能让不同地方的月壤成分，表现出巨大的差异。

月球矿物测绘仪下，月球表面元素的不同丰度：

甚至月球北面的艾特肯盆地表面，还出现了放射性异常，这是地幔物质早期被陨石撞击而出的证据：

随着月球冷却，这些重物质再也进不了月球内部了。

人类早期挖回来的月球物质，更多是为了推测月球的演化，本身就不是为了种菜的。月球北面的研究，对分析月球的演化至关重要。虽然美国人最早分析月球结构，但月球北面，却被我们“捷足先登”。“玉兔二号”月球探测器，已经掌握月球地下40米的地质分层结构。

总的来说，月球表面不同区域的元素组成，是可能存在巨大差异的。

如果在月球表面有选择性的挖，是可能找到铁、铝元素更少，更加适合种菜的月壤。

但相对于地球，这样的月壤可能并不多。

当然，月壤中氮、碳缺少的硬伤，可能需要地球持续不断的输送，但至少比全部土壤需要运输好得多。

在未来开发月球时，可能成为稀缺的争夺资源。

目前月球上已经被探知具有一定的水资源，根据开采难度很成本，直接地球输送水资源也是有一定可能性的。

其实，未来航天技术进一步提高，还有一个耗能更低的选择，那就是从彗星上获取氮、碳和水资源。

彗星是个好东西，从寒冷的奥尔特云而来，氮、碳、水的丰度都还比较高，甚至还可能存在一定的有机物。

至于钾肥和磷肥，月球上有含这两种元素丰度颇高的斜长岩石。

无论从月壤的改造还是植物本身的改造，未来在月壤上种菜都是有一定基础的。

但个人认为，月壤的改造可能会更加实际一些。

最需要解决的依旧还是水、碳和氮。

相对来说，能源获取问题其实在月球上还比较好处理，白天光伏、晚上核裂变堆。如果基地的表面，用光伏材料包裹，甚至有可能尽可能解决白天过热的问题。但哪怕如此，基地白天过热晚上过冷的问题，依旧是需要解决的。

在月球土壤改造之前，无论水培、箱式培养都是可以暂时替代的，只不后两者会面临长期的材料运输问题，前者则可能是一劳永逸的解决办法。

至于直接人工合成有机物，单纯从技术上来说，可能会更加的遥远。既然人工合成真的成熟了，你还是要解决水、碳、氮的资源问题。

以上的这些，都需要解决一个巨大的问题，就是材料运输。人类整个航天史上发射到太空（不包括回到地球的）的物质总质量也就1万吨左右。用5507.85 kg/m³的地球平均密度来算，相当于12米长宽高的立方体。

这些材料，你要建立一个能解决能源、水、碳、氮循环，同时解决散热、隔热、严寒等问题的可持续的基地，我看够呛。

其实，哪怕就按照当前的技术，只要发射能力怼上去了，你硬堆材料都能堆出一个勉强能用的基地。

所以，限制月球基地的，最主要的还是航天技术本身。

美国人为什么以前没有想着拿月壤种菜，现在开始种了？还不是中国探月等航天技术的发展，让他们感受到了危机。

说实话在，月壤种菜真的挺壕的。

当前的研究虽然很有意义，但对未来基地建设的贡献，可能有但也可能没有。

但最后还是要强调的是：本回答仅仅从未来的可能性分析，对实验本身没有任何异议。任何基础实验研究，都是值得肯定和支持的。