土壤植物试验箱

[table=710][tr][td]科技部门户网站 www.most.gov.cn 2010年08月18日 来源：科技部[/td][/tr][tr][td][/td][td][/td][/tr][/table][table=714][tr][td=1,1,714][align=left] 2010年8月9日，科技部组织专家在北京对土壤植物机器系统技术国家重点实验室进行验收。科技部基础研究司、基础研究管理中心、国资委规划局、中国机械工业集团有限公司等相关负责同志参加了验收会。验收专家组由来自全国9所大学及研究机构的专家组成，组长由中国工程院院士、东北农业大学蒋亦元教授担任。 专家组认真听取了实验室的建设情况报告，现场考察了实验室。专家组认为土壤植物机器系统技术国家重点实验室围绕发展现代农业的重大需求，以农业机械与土壤、植物、投入物和环境的相互作用规律及机理为主要研究对象，开展土壤-植物-机器系统应用基础、土壤和植物信息获取与病虫草防控技术与装备、农业雾化工程技术与装备、农业装备智能化技术四个方向的研究工作。研究方向定位准确，研究目标符合现代农业发展要求。建设期内，实验室承担了一批国家级科研项目，在自主研发实验设备和装置方面突出；形成了合理的学术梯队；建立了良好的运行机制；依托单位对实验室建设高度重视，给予了大力的支持。专家组一致同意该实验室通过验收。同时，专家组就加强农机与农艺结合，加强创新性技术研究等方面提出了中肯的建议。[/align][/td][/tr][/table]

1、土壤溶液土壤溶液是土壤中含有溶解离子、分子和气体的水。溶解在土壤溶液中的植物养分可以是阳离子，阴离子或不带电荷的分子（请记住：阳离子带正电荷；阴离子带负电荷）。养分通过质流，扩散和截获过程被植物根部吸收。2、阳离子交换位点阳离子以带负电荷的交换位点存在于土壤、粘土和有机物上。阳离子通过阳离子交换转移到土壤溶液中，并且很容易被植物利用-通过这种方式提供了钙。阳离子交换量（CEC）是一种衡量土壤能容纳多少阳离子然后释放的指标。3、有机质腐殖质是稳定的，部分被消化的有机质，可提供多种营养物质。分解时可作为氮、磷、硫养分的来源。4、土壤矿物质土壤中含有的矿物质会慢慢溶解，将养分释放到土壤中。一些土壤矿物质(黏土、碳酸盐、氢氧化物)也可以将养分吸附在其表面被保留下来。5、植物残留物含有植物残留物分解时返回土壤系统的基本元素，降雨从植物残留物中淋溶出可溶性养分。

据美国太空网报道，科学家最新研究称，未来人类登陆火星或者月球，可建造“太空农场”，将培育的植物作为生物收割机提取外星球土壤中宝贵的矿物元素。 前，科学家希望继美国宇航局“阿波罗号”系列飞船实现有人登陆月球之后新一轮的实验测试——月球上培育植物和研究月球土被。月球土被是由灰尘、土壤、分解岩石和其它矿物质构成的疏松结构，位于固体基岩最外层。“阿波罗”时期研究显示月球土被层采集的样本并没有毒性，也没有威胁植物、动物或者人类生存的外星球污染物。但是限制使用珍贵的月球土被层意味着科学家无法更好地研究植物如何在土被层中生长。　　美国佛罗里达州立大学遗传学家罗伯特-费尔(Robert Ferl)说：“尽管我们对阿波罗时期的科学革新完全称赞，但是将植物种子种在月球土被层是否能够发育生长的问题仍未解答。”　　费尔和佛罗里达州立大学另一位遗传学家安娜-利萨-保尔(Anna-Lisa Paul)希望能够恢复阿波罗时期未完成的月球实验，目前借助过去几十年里研制的新型工具可以更好地研究月球分子生物学和遗传学，分析植物基于月球土被层所出现的基因分子等级反应。　　最新研究潜在地显示植物如何提取月球土被层中的一些营养元素，这将实现月球农业梦想——转换植物成为“行星收割机”，并最终有利于人类在外星球表面上生存。保尔解释称，这不仅仅是使用月球和火星土被层生长植物，这些植物将成为‘收割机’，从外星球土壤中提取人类无法获取的宝贵营养元素。目前，这项研究发表在近期出版的《天体生物学杂志》上。　　安全第一——月球土壤经检测“无毒”　　在首次人类登陆月球的月球勘测任务中，美国宇航局在约翰逊太空中心建造月球恢复实验室(LRL)，十分谨慎地对采集的月球样本进行检测。月球恢复实验室的建造目的是确保没有危险的污染物或者未知外星生命形式由宇宙飞船携带进入并威胁地球生物圈，当时研究人员还使用月球土被样本进行了生物学实验。　　随着前期研究显示植物接触月球土壤样本后不会凋谢和死亡，所有的月球污染威胁性便很快消除。阿波罗11号和12号采集的月球土壤样本涂抹在35种植物的叶片和根部，这些植物仍处于健康生长状态。按照类似的方法，动物在接触月球土壤样本后也未出现任何疾病反应。　　事实上，一项研究发现发芽幼苗和植物培基似乎受益于月球土壤样本中的营养物质，月球灰尘和土被层包含着某些有益于植物生长的元素，比如：铁、镁和锰，甚至包含地球缺乏的必要营养元素，比如：氮、磷、硫和钾。　　这潜在地表明使用植物可从月球上“收割”营养元素和矿物质，并暗示着月球农场除供给宇航员生存之外，还可实现更广泛的生命供给。费尔说：“按照几年前一项令人感兴趣的月球农场模式，植物可生活在月球表面的低压舱中，宇航员或者人类月球移民身穿太空压力服收割这些植物。”　　月球土壤种植植物　　叶片与月球土壤样本接触后，植物仍能幸存下来，但研究人员称，在最后一次月球土壤实验之后30年，将存在许多的不确定性因素。例如：阿波罗时代土壤实验并未检测月球土壤如何影响细菌或者真菌等正常辅助收获营养元素的微生物。甚至人类宇航员身体上的微生的也可能影响植物根部的根圈土壤。　　保尔说：“通过在植物根部寄宿大量有机物，可以分解和传送营养物质。伴随着植物的生长，可实现对月球土被层中营养分子的提取和收割。”研究人员称，最新实验并不需要重返月球，现已对美国宇航局采集的数百克月球土壤样本中提取几克用于培育植物。保尔指出，仅使用1克月球土壤添加在土壤中种植拟南芥、卷心菜和小萝卜。　　未来在月球和火星建立“太空农场”至关重要　　只要人类在月球建立基地，像这样的植物实验也可在月球表面上进行。这些实验不仅能回答关于基础植物生态学问题，也可获得地球之外种子发育生态学的相关知识。费尔说：“我们的一个目标是利用植物为生命存在提供供给，并发现外星球培育植物的最佳利用方案。其他的问题是地球生命的限制，以及月球表面对于地球生态栖息性的适应性。”　　这项研究还将揭开火星土被层种植植物所面临的难题，尽管当前地球上没有火星土壤样本，但一些地球研究已增加某些化学元素模拟火星土被层，并开始种植植物。　　保尔说：“抵达火星是非常困难的，这是由于携带宇航员的所有生存物资实现整个火星往返之旅变得很困难。因此，如果实现在火星表面种植可食用、供给生命的植物则是至关重要的!”　　更多的地球实验将帮助工程师和科学家更好地设计未来太空轨道农场或者地外农场。意大利工程学顾问克劳迪奥-费纳托(Claudio Finetto)说：“在地球上模拟测试外星球环境非常重要，可用于建造至关重要的太空农场模型。”他和同事计算地球上20%食物再供给的生物恢复性生命供给系统，将供给18人构成的月球基地5年以上的食物。