隨著人類未來重返月球並建立長期基地的可能性提高，如何取得穩定食物來源，成為太空探索的重要課題。日本東北大學研究團隊與日本宇宙航空研究開發機構（JAXA）研究人員合作，開發低功率電漿技術，能從空氣製造植物所需的氮肥，並在月壤模擬物中成功培育水稻，為未來月球農業提供新的方向。
隨著人類未來重返月球並建立長期基地的可能性提高，如何取得穩定食物來源，成為太空探索的重要課題。日本東北大學研究團隊與日本宇宙航空研究開發機構（JAXA）研究人員合作，開發低功率電漿技術，能從空氣製造植物所需的氮肥，並在月壤模擬物中成功培育水稻，為未來月球農業提供新的方向。
月壤缺乏植物所需氮源
月球表面的月壤不含有機物，植物重要的氮源，例如氨與硝酸鹽，也幾乎不存在。因此，未來若要在月球種植作物，除了需要適合植物生長的環境，也必須解決肥料來源問題。
研究團隊將目標鎖定在空氣中的氮，利用可攜式電漿裝置，以不到100瓦的功率從空氣中合成五氧化二氮（N₂O₅）。這種氣體加入水中後，可迅速形成硝酸根（NO₃⁻），成為植物可利用的氮肥，溶解效率接近100%。
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改善月壤環境 水稻生長更佳
研究人員將含有N₂O₅的水加入月壤模擬物，測試其作為水稻氮肥的效果。結果顯示，原本高度鹼性的月壤模擬物，pH值由9.09降至6.76，更接近適合植物生長的環境。
酸鹼值改變後，月壤中的鈣、鎂與鉀等礦物元素更容易釋放，供植物利用；同時，也抑制對植物生長具有不利影響的鋁離子釋出。相較於只使用純水的對照組，接受N₂O₅溶液處理的水稻生長明顯改善。播種約3個月後，植株生長差異已相當明顯，4個月後更觀察到抽穗現象，顯示N₂O₅溶液可作為有效的氮肥。
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電漿氣體還能強化植物特性
研究團隊進一步發現，N₂O₅氣體除了能提供氮肥，直接施用於植物葉片後，也能啟動與植物荷爾蒙相關的反應，增強植物的抗病與免疫能力。此外，氣體處理還能抑制莖與節間過度伸長，避免植株出現徒長現象。
研究人員指出，這項特性未來可能有助於太空農業。由於月球等低重力環境會影響植物的生長型態，抑制植株過度伸長可能有利於控制作物結構。不過，目前這項結果是在地面實驗中獲得，並非已在月球低重力環境實際驗證。
月球農業技術也可能應用地球
研究團隊指出，這套製肥技術完全以電力驅動，且功率需求低，除了適合未來月球農場，也可能降低傳統氮肥生產對化石燃料的依賴，為地球永續農業提供另一種可能。
這項研究成果於2026年5月2日刊登於《npj Microgravity》，論文題為「Plasma nitrogen fixation for future lunar agriculture」。目前實驗仍是在月壤模擬物與實驗室環境進行，距離真正於月球栽培水稻仍有許多挑戰，包括水、空氣與電力供應，以及封閉式農業系統等。儘管如此，研究顯示，未來人類若要在月球長期生活，或許能利用空氣與電力製造肥料，讓月球農業從科幻想像逐步走向可研究、可驗證的技術。
資料來源：Universe Today、NASA
這篇文章 月球未來能種稻？日本團隊利用空氣製肥 模擬月壤成功培育水稻 最早出現於 科技島-掌握科技新聞、科技職場最新資訊。
