在火星種土豆能行嗎

你認(rèn)為最高難度的荒野求生是在哪里呢？寸草不生的沙漠，與世隔絕的孤島，還是天寒地凍的極地？No，no，no，不用回憶貝爺去過(guò)哪些地方，因?yàn)槟鞘沁B身為“荒野王者”的他也無(wú)法觸及之處。那里比任何沙漠都要荒涼，比所有孤島都要偏遠(yuǎn)，比最冷時(shí)候的極地還要寒冷。Oh my God！這到底是什么鬼地方？哈哈，歡迎來(lái)到荒野求生的終極地獄難關(guān)—火星。

只有很少的食物和淡水，不穿宇航服就無(wú)法呼吸，稍有疏忽就可能徹底完蛋，電影《火星救援》的主人公—馬克·沃特尼所要挑戰(zhàn)的就是這么可怕的環(huán)境。馬克是NASA派往火星的宇航員，他本以為這是一次平淡無(wú)奇的外太空科學(xué)考察之旅，卻因?yàn)樵庥鐾话l(fā)性的火星風(fēng)暴而被獨(dú)自一人留在了火星上，成了“火星魯濱遜”。若想回到8千多萬(wàn)千米外的地球故鄉(xiāng)，他至少要堅(jiān)持到下一次人類登陸火星，也就是4年以后。如此漫長(zhǎng)的求生之路自然不能隨意應(yīng)付，馬克充分發(fā)揮自己身為植物學(xué)家的聰明才智，制訂出可行的生存計(jì)劃，那就是—在火星上種土豆！

火星的生存條件

大氣

火星的大氣相當(dāng)稀薄，平均密度只有地球的1%左右，平均地表氣壓為600帕，是地球標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的0.6%左右。其大氣成分中95%都是二氧化碳，氧氣的含量不足1%，所以馬克根本不可能在暴露的火星環(huán)境中呼吸。

土壤

火星地表的土壤十分貧瘠，大多都是些風(fēng)化成沙子的硅酸鹽礦物。在一些較冷的地區(qū)，地表上還覆蓋著干冰冰層。對(duì)馬克來(lái)說(shuō)，這里絕不是散步的好地方。

水

雖然現(xiàn)已探明火星土壤中水分的含量高達(dá)2%，但它們大多以化合物的形式緊密結(jié)合在其他固體物質(zhì)中，無(wú)法直接利用。而好奇號(hào)火星探測(cè)車前不久發(fā)現(xiàn)的火星液態(tài)水存在的證據(jù)，也表明那是一些高濃度的鹽水，無(wú)法直接供人使用。

氣候

火星表面的日照有著明顯的四季變化，雖然不會(huì)像地球上那樣下雨，但卻經(jīng)常刮風(fēng)，有時(shí)會(huì)形成沙塵暴（馬克就是因?yàn)檫@個(gè)而落難的）。這里非常冷，平均地表溫度約為-55℃，最低溫度可達(dá)-143℃！

其他

火星表面重力大小約為地球的40%，火星一天的時(shí)間長(zhǎng)短與地球的一天十分接近，為24小時(shí)39分35.244秒，但其1年卻相當(dāng)于地球的1.88年，所以火星上各季節(jié)的長(zhǎng)度要比地球的長(zhǎng)1倍。

總之，這里確實(shí)是一個(gè)鬼地方。

此次執(zhí)行火星登陸任務(wù)，為宇航員準(zhǔn)備的食物只夠馬克大約1年（地球的年）的分量，所以他必須為自己搞到另外3年的食物才行。而成功搞到食物的關(guān)鍵，就在那些與宇航員一起來(lái)到火星的土豆身上。

馬克的火星 土豆日記

采集一些火星地表以下沒(méi)有沙化的土壤，將這些火星土厚厚地平鋪在透光的密封艙內(nèi)，犁好地，翻好土。

將宇航員的糞便以及自己帶來(lái)的地球土壤樣本混合、稀釋，制成肥料。

將現(xiàn)有的土豆切成塊，每個(gè)切塊上必須要有芽眼。芽眼指土豆表面那些藏有芽的凹陷，只要條件合適，芽眼內(nèi)的芽就會(huì)萌發(fā)，再次成長(zhǎng)為一棵新的植株。

將土豆切塊埋入土中，澆上水，施好肥。在遭遇災(zāi)難后的第31個(gè)火星日，馬克種下了第一批土豆。

第54個(gè)火星日，種下土豆后第23天，土豆的芽成功萌發(fā)，希望破土而出！

第79個(gè)火星日，種下土豆后第48天，終于收獲了第一批土豆！

地球土豆是 怎樣長(zhǎng)成的

育芽

一般在冬季1月份左右，將土豆放在溫暖光亮的地方進(jìn)行催芽，待其芽眼長(zhǎng)出小芽后，在3月份就可以播種了。馬克的土豆本來(lái)是供宇航員在感恩節(jié)加餐食用的，幸好是些能發(fā)芽的生土豆。

播種

把土豆按芽眼切成塊狀，用塊莖進(jìn)行播種，這點(diǎn)與馬克做的是一樣的。由于土豆的塊莖是在地下生長(zhǎng)的，所以播種的土壤不要太緊實(shí)，要疏松一些。

澆水

除了開花期，土豆不需要多澆水，土壤保持適當(dāng)?shù)臐駶?rùn)即可。馬克也沒(méi)有專門去給土豆?jié)菜皇峭ㄟ^(guò)燃燒氫氣生成水，將整個(gè)密封艙中的土加濕而已。

施肥

雖然土豆很容易種活，但想要種出又大又好吃的土豆，就必須為它提供充足的養(yǎng)分，施肥的成分、時(shí)機(jī)和用量也都很講究，肯定不是像馬克那樣直接挖一坨埋在地里那么簡(jiǎn)單啦！

防治病蟲害

這是所有農(nóng)業(yè)生產(chǎn)都要經(jīng)歷的步驟，即使是生命力很強(qiáng)的土豆也不例外。不過(guò)，在火星的馬克可以不用考慮這個(gè)問(wèn)題，因?yàn)槟抢镎娴倪B一只害蟲也沒(méi)有。

收獲

土豆的生長(zhǎng)周期較短，種下一般兩個(gè)月后就能收獲了。

為什么埋塊土豆就能長(zhǎng)出新的？

土豆的塊莖栽培屬于無(wú)性繁殖中的營(yíng)養(yǎng)生殖—營(yíng)養(yǎng)器官（根、莖、葉）的一部分從母體脫落后，只要生存條件合適就能發(fā)育成長(zhǎng)為一個(gè)新的個(gè)體。

只吃土豆能行嗎？

就日常生活來(lái)說(shuō)當(dāng)然不太合適，但只是為了生存的話就沒(méi)問(wèn)題啦。土豆的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值很高，富含大量碳水化合物，可供給人體很多能量。其蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)、維生素等營(yíng)養(yǎng)成分也很充足，且食用后有很好的飽腹感，可以說(shuō)是理想的求生食物。

如何改良火星土？

火星土壤所含的大量鹽類化合物可以輕松殺死埋在它里面的土豆，所以使用這些火星土之前必須用大量的水來(lái)沖洗掉這些鹽類。然后將其與地球的土混合，讓地球的微生物在火星土中建立起適合土豆生長(zhǎng)的土壤環(huán)境。要知道，土不只是把土豆埋起來(lái)的覆蓋物，更是一個(gè)模擬地球生態(tài)系統(tǒng)的載體。

種土豆的水是從哪兒來(lái)的？

雖然土豆已經(jīng)算是很節(jié)水的作物了，但要種出來(lái)也是需要大量水的。一開始，馬克只有600升的生活用水，根本不夠用來(lái)“農(nóng)業(yè)灌溉”。為了解決用水問(wèn)題，馬克用銥（化學(xué)反應(yīng)中常用的催化劑）來(lái)催化分解火箭燃料中的聯(lián)氨（一種由氮、氫元素組成的化合物，化學(xué)式為N2H4），得到氫氣，再將氫氣與氧氣混合燃燒生成水。雖然點(diǎn)燃?xì)錃鈺r(shí)因?yàn)槭韬鲆l(fā)了小爆炸事故，但最終還是成功制出了水。

電影演得如此逼真，大部分情節(jié)在理論上似乎也都說(shuō)得通，那人類是不是真的可以到火星上種土豆了呢？嗯……還是先看看現(xiàn)實(shí)世界中，那些與馬克種土豆相關(guān)的技術(shù)是否實(shí)現(xiàn)了吧。

居住艙

除了采集火星土，馬克種土豆的活動(dòng)基本上都是在居住艙內(nèi)完成的。而這個(gè)讓人類能在外太空生根立足的“家”，在現(xiàn)實(shí)中也早已進(jìn)入了試驗(yàn)階段。NASA的人類探索研究模擬器是一個(gè)模擬外太空居住艙的獨(dú)立空間，由生活區(qū)、工作區(qū)、衛(wèi)生艙和一個(gè)模擬氣閘組成。研究人員在里面進(jìn)行模擬工作和生活的測(cè)試，為人類在外太空活動(dòng)的計(jì)劃提供了很多寶貴的數(shù)據(jù)。

太空農(nóng)場(chǎng)

在外太空種植農(nóng)作物可不是什么新鮮事了，國(guó)際空間站上的新鮮食品生產(chǎn)系統(tǒng)—Veggie，早已讓宇航員們吃上了自己種植的新鮮蔬菜。在Veggie系統(tǒng)的種植室中，植物被種在特制的小袋子里，同時(shí)使用紅、藍(lán)、綠等多種顏色的光進(jìn)行照射，保證地球植物在外太空也能正常生長(zhǎng)。

水的循環(huán)利用

往外太空運(yùn)送物資的數(shù)量有限，宇航員必須循環(huán)利用有限的水資源。這方面的技術(shù)目前已有了相當(dāng)?shù)陌l(fā)展，國(guó)際空間站上的環(huán)境控制和維生系統(tǒng)會(huì)回收、凈化并循環(huán)使用從空間站各處采集而來(lái)的水，尿液、漱口水、洗手水……甚至每一滴汗水、每一滴眼淚都不會(huì)被浪費(fèi)。

氧氣的生成

無(wú)論是馬克還是土豆，地球來(lái)客要想在火星上待下去，就必須有氧氣。而氧氣的來(lái)源正好就是水。例如，國(guó)際空間站上的氧氣生成系統(tǒng)就是通過(guò)電解水（H2O），將水分子中的氫原子和氧原子分離，從而得到氧氣（O2）和氫氣（H2），其中氧氣被釋放到空氣中以供使用，而氫氣則會(huì)再次被利用生成水。

電力

土豆生長(zhǎng)需要的光照，電解水需要的能量，居住艙中各種高科技設(shè)備的運(yùn)行……這些華麗的火星求生術(shù)要想真正起作用，就必須要有一個(gè)先決條件——充足的電力。電影中太陽(yáng)能電池板和放射性同位素?zé)犭姲l(fā)生器（簡(jiǎn)稱核電池）為馬克提供了源源不斷的電力，而現(xiàn)實(shí)中這兩樣?xùn)|西也早已投入使用，成為各種航天器必備的發(fā)電法寶。

其他的小問(wèn)題

盡管電影中馬克的表現(xiàn)確實(shí)很棒，但有些問(wèn)題也是不容忽視的，特別是在種土豆過(guò)程中的一些“技術(shù)性錯(cuò)誤”。比如，施肥時(shí)不能直接把糞便埋在土里，而是應(yīng)該讓糞便發(fā)酵、稀釋后再施肥；鋪設(shè)的土層太薄，電影中的10厘米可不夠，至少要深翻20厘米的土才能給土豆留下足夠的生長(zhǎng)空間；還有，原產(chǎn)于南美安第斯山區(qū)的土豆喜歡涼爽的環(huán)境，當(dāng)溫度高于25℃時(shí)塊莖就會(huì)停止生長(zhǎng)，但馬克將種土豆的密封艙溫度設(shè)定成了近30℃的高溫，雖然土豆不至于被熱死，但肯定是吃不成了。

在火星種土豆能行嗎？馬克種土豆的方法或許有一些小問(wèn)題，但現(xiàn)今科學(xué)技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)從理論上證明了它的可行性。那為什么不趕快去種呢？還是先把人送上火星再說(shuō)吧！