研究人員無法在飛船上拖著一袋袋的肥料，而是試圖找出如何利用地面上的東西，也就是火星土壤。
借助於NASA探測器和著陸器的數據，科學傢們知道瞭這個星球土壤的酸堿度和礦物質構成。火星的紅色來自於它的巖石、土壤和塵埃的氧化作用。根據NASA的說法，塵埃下面是地殼，其中含有鐵、鎂、鈣、鉀等元素。但它們的存在並不足以保證植物能在那裡茁壯成長。這些營養物質可能不是以可用或生物可利用的形式存在。一些營養素的水平可能是有毒的。
一些研究表明，理論上可以在火星模擬土壤中種植植物，但沒有足夠大的實際火星土壤樣本來確定。由於沒有辦法在火星本身進行農業試驗，科學傢們就嘗試在地球上復制類似的條件。佛羅裡達理工學院的研究人員最近嘗試在三種火星土壤模擬物中種植擬南芥（Arabidopsis thaliana）和生菜（Lactuca sativa）。這些模擬物是人工和天然材料的混合物，可以模仿火星表面的土壤。科學傢們發現，在沒有添加補充營養物質的情況下，合成土壤中無法種植這兩種植物。
科學傢在即將發表在《Icarus》中的一項研究中寫道：“這些發現強調瞭ISRU食物解決方案可能比以前認為的技術準備水平更低。”“我們的策略是，與其說這種模擬物可以生長植物，這樣就意味著我們可以在火星上到處生長植物，不如說火星是一個多樣化的星球，”佛羅裡達理工學院海洋工程和海洋科學副教授安德魯-帕爾默告訴佛羅裡達科技新聞。
在另一項同樣發表在《Icarus》上的新研究中，研究人員對五種新型火星模擬物的制備進行瞭分解。雅典喬治亞大學的博士生Laura Fackrell和她的同事們創造瞭專門配制的混合物，這些混合物具有火星土壤的特點，可能會使植物難以生長。這些土壤可能具有高鹽度或低水平的有機物。這樣的條件可能需要未來的火星居民在種植前向花園中添加其他礦物質和成分。“已知特定類型的細菌和真菌對植物有益，可能會在像我們在火星上看到的壓力條件下支持它們，”Fackrell告訴TNW。
為瞭測試模擬火星土壤，Fackrell嘗試種植瞭幾種植物，包括一種烏頭葉豇豆。與她嘗試的其他方案相比，它們在少水的情況下能更好地堅持下去，“但它們不一定超級健康，”Fackrell告訴科學新聞。
在人類到達火星之前還需要數年時間，但與此同時，在困難環境中生長植物的研究可能會適用於地球。Fackrell 研究瞭生活在溫泉中的微生物。“我們在火星上學習的任何關於農業的知識都可以幫助在地球上具有挑戰性的環境中進行農業，幫助我們建立一個可持續的未來，”她告訴佛羅裡達科技新聞。
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