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地外前哨基地（如火星）的长期驻留生命保障生物再生策略最新进展表明：与水培和雾培相比，基于土壤的作物种植是分解废物、分离碳、制造氧以及生物过滤水的有效途径，但在0．38G重力条件下的火星温室内，能否利用土壤系统进行可持续的作物种植还未知。最具挑战的几个方面都与重力诱导的土壤中水流速有关，因为水对驱动养分和氧气在气相和液相中输送至关重要。低于lG的重力加速度可以导致微生物和根的窒息，并伴随有毒气体的散发。本文采用一个高度机械化模型来研究火星重力对土壤过程的影响，该模型事先对地面作物、土壤水力学和养分生物地球化