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火星也许是人类移民的下一站,但是火星上没有土壤。这是移民计划的一个重要问题。因为没有土壤就无法生产农作物,而完全依靠地球补给食物对在火星定居点来说是不现实的。水栽法不依赖土壤,似乎是一个解决方案,但是在空间微重力环境下我们无法圈制住水。我们还是得考虑从土壤着手。于是,有人提议直接把地球上优质丰厚的土壤移送到火星上去。可他知道地球上可供种植的土壤还有多少吗?目前地表土壤的流失速度是其再生速度的20多倍,而它们供应了人类97%的食物。与人类的十月怀胎相比,土壤的生成需要花长得多的时间。既然地球上的土壤尚且不足,送去火星的土壤又从哪里来呢?于是再造土壤成为关注的焦点。
土壤的形成是一个复杂的过程。在自然界,风化的石头与腐烂分解的动植物混合,并由植物的根部、土壤动物群、微生物与真菌进一步分解,如果化学与生物成分混合正确,还要经历上千年,才能变成我们今天看到的土壤。表层土稀缺的现状在加剧,因此研究者们没有时间叹息。他们正在试图利用回收的道路集料、煤矸石及其它废弃物进行堆肥,模拟自然中的土壤形成过程,制造出新的土壤,而且生产周期必须尽可能短。
20世纪90年代中期,裘迪·蒂斯马克在普渡大学开始了他的土壤制造研究。当时普渡大学正在寻找回收校园发电厂产生的煤粉灰(煤经过充分燃烧形成的微小颗粒)的办法,裘迪还需要以有机物为原料来制造土壤。幸运的是,美国制药巨头礼来公司可以提供抗生素生产中的副产品——富含有机物的培养基。研究人员把矿物质和有机质这两种废旧物混合,加入木屑与树叶以增加孔隙度,再进行堆肥处理,最终制成人造土壤。
裘迪至今仍然经营着“土壤制造者”公司。不过公司早已放弃使用煤粉灰和礼来公司的培养基,因为培养基在堆肥过程中的气味实在令人不悦,煤粉灰则含有过量的硼和砷——用工业废料制造土壤的焦点问题就在于污染的风险。高浓度硼是对植物有害的,而砷是致命的有毒物质。人们可不想冒险吃进从这种土壤生长出的食物。现在“土壤制造者”使用玉米淀粉类产品等吃剩的食物作为合成土壤的有机质成分,而建筑工地挖出的粘土则提供了制造土壤所需要的矿物质成分。
地球上的土壤亟待拯救,人类还需要拓展新的生存空间。这回我们将眼光投放到火星。最新研究表明,火星上大量分布的沸石是一种吸水力强、并可储存铵离子与钾离子等植物所需的关键营养物质的多孔矿物,适合用于制造土壤。美国国家航天局合成的磷灰石中包含植物所必须的磷,它将是太空土壤的另一主要原料。沸石与磷灰石的强强联手将打造出一种前所未有的土壤。与以往的人造土壤相比,这种太空土壤的优势就在于可以把绝大部分养分固定住,不会流失。科学家寄希望于用“太空土壤”为人类的火星移民计划再减少一道障碍。火星的开拓者们也许不久就可以用自己本地的土特产招待来自地球的访客。下列选项中,不能作为“再造土壤成为关注的焦点”依据的一项是( )
A.水栽法不依赖土壤,但目前尚缺少可行性。 |
B.目前地表土壤流失速度是其再生速度的20多倍,它们供应了人类97%的食物。 |
C.既然地球上的土壤尚且不足,送去火星的土壤就更不知道从哪里来。 |
D.在自然界,土壤的形成需要风化的石头、腐烂分解的动植物、植物的根部、微生物与真菌等共同参与。 |
下列选项中,符合原文意思的一项是 ( )
A.在空间微重力环境下,我们无法圈制住水是水栽法在火星上无法具体实施的重要原因。 |
B.利用回收的道路集料、煤矸石及其它废弃物进行堆肥,可以在很短的时间内制造出新的土壤。 |
C.裘迪将抗生素生产中的副产品与有机质混合,加入木屑与树叶以增加孔隙度,再进行堆肥处理,制成了人造土壤。 |
D.与太空土壤相比,其它的人造土壤都有对植物和人体有害以及容易流失养分的弱点。 |
根据原文提供的信息,下列推断错误的一项是 ( )
A.裘迪制成人造土壤的时间比自然土壤形成所需的时间要短。 |
B.有些颗粒微小的矿物质可以作为制造人造土壤的原材料。 |
C.在制造土壤的过程中,要尽可能地避免使用含有有毒物质的原材料,以降低污染的风险。 |
D.火星上分布有大量的适合用于制造土壤的沸石,因此是最适合人类移民的星球。 |