我們腳下的土壤正在飛速損耗,，各路科學(xué)家想方設(shè)法填補(bǔ)日益增大的土壤空缺,，各出高招合成“人造土壤”,，甚至已經(jīng)造出了“太空土壤”,。
土壤流失嚴(yán)重地球日益瘦弱
土壤是人類賴以生存的大地母親的肌膚,，全球97%的食品供應(yīng)依賴優(yōu)良而肥沃的表層土。如果沒有它,，公園和花園會看起來“暗淡無光”,，而絕不是現(xiàn)在的“花枝招展”。我們擔(dān)心,，現(xiàn)在土壤也將赫然列于地球?qū)⒈幌拇M資源的長長名單中,，我們也擔(dān)心，在我們有生之年,，能不能找到解決土壤流失問題的好方法,。
美國華盛頓大學(xué)的地貌學(xué)家大衛(wèi)·蒙哥馬利說，人類以前就面臨過土壤危機(jī),。他認(rèn)為,，古希臘和古羅馬文明就是由于土壤的大量消耗而被淹沒在歷史的塵埃之中。他警告說,，目前,，地球上的土壤正在以它所能再生的至少20倍的速度被侵蝕。
預(yù)防土壤侵蝕和退化是減緩這種趨勢的一種方法,；通過添加有機(jī)物,、礦物質(zhì)，改變土壤酸性來改進(jìn)貧瘠土壤的質(zhì)量是另一種方法,。但有時(shí)我們可能需要更多的泥土來修補(bǔ)“貧瘠”的土壤?，F(xiàn)實(shí)逼迫我們必須找到新方式制造土壤，因?yàn)樘烊坏谋硗帘灰豢ㄜ囈豢ㄜ嚨赝先ブ圃祜L(fēng)景,、修筑房屋,，給土壤的自然供應(yīng)帶來巨大的壓力。
專家各出奇招制造人工土壤
面對這種現(xiàn)狀,，研究人員正在各出奇招制造人工土壤,。實(shí)際上，在大自然中當(dāng)風(fēng)化的巖石和腐爛的動植物混雜,，并且被植物根部,、土壤動物、微生物,、真菌分解時(shí),，也會制造出土壤,。
很久以來，研究人員就試圖把動物,、蔬菜和無機(jī)物混合在一起,，將廢物變成肥沃的土壤。也有人試圖使用回收的馬路垃圾,、煤頁巖或肥料以及其他廢棄生物質(zhì)相混合的灰塵,，在盡可能短的時(shí)間內(nèi)模仿土壤自然形成的過程。
從上世紀(jì)90年代中期起,，喬迪·蒂什馬克就一直在美國普渡大學(xué)探索制造土壤,。該大學(xué)正研究回收校園電廠煤灰的方法，同時(shí)也需要大量土壤制造風(fēng)景,。她聽說煤燃燒所產(chǎn)生的有用顆粒飛灰能用于改進(jìn)土壤,，她想知道這是否能一舉兩得：既回收了煤灰，又可以制造新的土壤,。
為了制造新土壤,，蒂什馬克需要將有機(jī)物同煤灰混合。碰巧,，制藥業(yè)巨頭禮來公司在附近有一個生產(chǎn)車間,，能供應(yīng)充足的用過的菌毯。菌毯是生產(chǎn)抗生素時(shí)的副產(chǎn)品,，是非常理想的有機(jī)體,。研究人員將礦物質(zhì)煤灰和有機(jī)體廢棄物菌毯混合，再扔進(jìn)木材碎屑和樹葉增加多孔性,，將這鍋“大雜燴”混合后,，經(jīng)過堆肥過程處置，就得到人造土壤,。喬迪·蒂什馬克的同事,、土壤化學(xué)家克利夫·約翰斯通說：“我們造出了數(shù)千噸這樣的物質(zhì)，在普渡大學(xué)內(nèi)隨處可見”,。
蒂什馬克因此開了一家名叫“土壤制造者”公司,。該公司現(xiàn)在不再使用禮來公司的生物泥，以及校園發(fā)電廠的煤灰,，因?yàn)檠芯咳藛T發(fā)現(xiàn),，發(fā)電廠的煤灰含有太多的砷，而且用這種生物泥做堆肥時(shí),，混雜出來的味道太難聞?，F(xiàn)在“土壤制造者”公司改用玉米淀粉產(chǎn)品的殘?jiān)鼇慝@得有機(jī)物，同時(shí)改用建筑房屋時(shí)挖出的濕土做礦物質(zhì)。
其他人也正嘗試類似的方法,。澳大利亞昆士蘭大學(xué)的理查德·海恩斯將飛灰,、雞褥草,、樹木和花草廢棄物混雜,，將這些廢棄物變成新鮮土壤，該項(xiàng)目獲得了澳大利亞政府和工業(yè)界的贊助,。海恩斯說,，當(dāng)這些成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)，有機(jī)物“貼”到礦物質(zhì)上,，形成聚生物,，為土壤提供良好的氣孔結(jié)構(gòu)，而地球表層土的結(jié)構(gòu)有50%是氣孔,。
太空土壤培育出植物大餐
當(dāng)有朝一日人類可以在月球或火星上定居時(shí),，不可能指望無定期地從地球上運(yùn)送食物。當(dāng)然,，也不可能在火星土壤上大面積種植農(nóng)作物且希望它們茁壯成長,。在月球或者火星上，必須另謀它策,。
辦法之一是在營養(yǎng)豐富的培養(yǎng)液中而不是土壤中種植農(nóng)作物,，但這種方法也有瑕疵。美國宇航局約翰遜太空中心的道格拉斯·明說認(rèn)為,，培養(yǎng)液能很好地培植植物,，但很麻煩，在太空微重力環(huán)境下,，很難控制液體,。
于是，科學(xué)家使用能在地球以及月球或火星上就地取材的物質(zhì)來制造人造土壤,，如大量存在的沸石,。
他們研制的“太空土壤”使用貓褥草、沸石,。沸石富含多孔礦物質(zhì),，能吸收大量水，也能存儲陽離子,，包括銨離子和鉀離子等主要的植物營養(yǎng),。“太空土壤”的另一成分是多孔的磷灰石礦物質(zhì)，科學(xué)家將這些物質(zhì)混合起來制造出了太空土壤,。
“太空土壤”的好處是營養(yǎng)會長期保持,，直到被植物吸收，美國宇航局已經(jīng)用該土壤試種了很多植物,，這些植物足以烹飪出一道豐盛的太空大餐：如西紅柿,、小麥和草莓等,。只要提供適當(dāng)?shù)沫h(huán)境條件，這些植物就能在月球上怡然自得地生長,。領(lǐng)導(dǎo)該計(jì)劃的唐·亨寧格說,，通過提供足夠的光線、最佳的二氧化碳濃度,，我們能得到多倍于在地球土地上生長出來的植物,。
在人類計(jì)劃在月球上栽種西紅柿的同時(shí)，“太空土壤”在地球上也找到了用武之地,?？屏_拉多州的Zeoponix公司將此項(xiàng)技術(shù)申請了專利，并且用來改善田徑場和高爾夫球場的土地,。
人造土壤也暗藏危機(jī)
試圖將工業(yè)廢物變成土壤可能困難重重,，因?yàn)槲廴疚锞哂袃擅嫘浴＠?，來自污水處理廠的生物固體可能是很好的有機(jī)物,，但它們可能含有許多有毒重金屬物質(zhì)，飛灰也可能含有很多硼,，而硼和砷等有毒物質(zhì)都是植物的殺手,。
金伯利·內(nèi)維爾以前是英國倫敦帝國理工大學(xué)的環(huán)境地理學(xué)家，現(xiàn)在是英國優(yōu)斯公司的環(huán)境咨詢專家,。他發(fā)現(xiàn),，煤礦開采后留下的頁巖、富含鐵的赭石以及用經(jīng)過堆肥處理的污水爛泥混合制造的土壤可以培育植物,，但經(jīng)過堆肥處理的污水爛泥中的砷和鋅含量超過了英國的安全限制標(biāo)準(zhǔn),。
對蒙哥馬利來說，他不愿意使用廢物來制造土壤,。他認(rèn)為,，這可以做得很好，但也危機(jī)重重,，將有毒廢物和土壤相混合,，其中的高濃度重金屬物質(zhì)，簡直是給地球的毒藥,。
然而,，人們有理由相信，即使上述實(shí)驗(yàn)成敗不一,，科學(xué)家也能從中找到正確的成分混合制造肥沃的土壤,。終有一天，人類將不會再重蹈古希臘人的覆轍。
