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花果飘香

——清扬园艺工作室

 
 
 

日志

 
 

好吧!去火星上种土豆去  

2015-12-01 10:04:05|  分类: 园艺故事 |  标签: |举报 |字号 订阅

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好吧!去火星上种土豆去 - 清扬 - 花果飘香 

年度大片《火星救援》终于在中国上映了。马特·达蒙饰演的宇航员马克是植物学家,被独自遗留火星后,能靠种土豆、吃土豆生存500天。

美国国家航空航天局(NASA)的火星探索证明:火星土壤除了缺乏氮元素,其他成分与地球土壤很相似。而人类粪便里富含氮元素,这种人类农业史上最原始的肥料,同火星土壤结合起来,理论上来说确实能种庄稼。

种植作物,先要培养土壤。火星土壤与地球土壤的物质组成虽然基本相同,但地球土壤里有微生物群落,火星土壤中却没有,而某些特定养分只能通过微生物来提供。

影片中,马克把所有能找到的有机物都储存起来,甚至出舱捡回了队友的粪便。按照剧情设计,航天员的粪便经脱水、灭菌后装进密封袋,遗弃到火星表面,虽然已不含微生物,但含有复杂的蛋白质。此时它们发挥了重要作用。马克把它们装进容器,加水并加入自己的粪便后,微生物大量繁殖,随后加入火星土壤以及携带的地球土壤,让地球土壤中的微生物感染火星土壤。一周后,火星土壤就被改造成充满微生物的地球土壤,此后每周被改造的土壤规模都能增加一倍。

“幸好我是植物学家。”电影中,马克的绝活对他的生存功不可没——他决定给自己种粮食。

除了土壤,种植粮食最重要的是水。为了采集水,马克从火星登陆舱的火箭燃料中分解出氢气,再混上氧气,火星上是不能带点火设备的,马克就把队员遗留下来的一个木质挂件削出很多木屑,弄出了火,点燃了混合气,经过一次实验失败爆炸后,马克终于得到了水,土豆也得以生长发芽。

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为什么选择种土豆,而不是别的作物?

土豆是全球四大粮食作物之一,《火星救援》中选择了在火星上种土豆。作为粮食,土豆本身有何特性,它是不是特别容易在艰苦条件下存活才被选上了呢?

首先土豆的确是个好东西,营养均衡,周期快,从芽开始算起15天成苗、用20天长匍匐茎、用30天成块,基本两个多月就能收。而且它也容易种容易收,只要切成块,埋到土里就能长。种水稻?火星哪来那么多水啊!种小麦?脱粒加研磨成面粉,再烤成面包……呵呵,再让NASA快递一台烤箱呗。而土豆,马克可能不会炒酸辣土豆丝儿,至少能有个热乎乎的蒸土豆吃啊!

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不过,影片中火星种土豆技术有一个大错误:土壤的耕作厚度。穿宇航服在火星表面挖土很辛苦,所以不该苛求,只是10厘米也未免太薄了……标准的土豆种植,至少要深翻20厘米,最好30厘米,这样才能给土豆留足空间;马克这么干,长不了多久土豆们就要纷纷“出土”了。出土倒是不会变成土豆地雷,但就会接受光照,开始积累龙葵素,到时候就算不把自己毒死,怕也是得吃个上吐下泻吧!

其实,在今年八月份的时候,驻守NASA国际太空站的航天员骄傲的展示他们的太空作物收成——红色萝蔓生菜。这些红色萝蔓生菜是来自于轨道实验室的“Veggie”植蔬生长系统。

集合众科学家之力所研发的Veggie植蔬系统,笼罩在紫粉色灯光下,使用这种看似梦幻的色彩是有原因的,这个结合红、蓝色LED灯的组合,能够发出比绿色LED灯还要多的光线,提高生长效率。不过,为了顾及人类的观感,科学家很贴心的加入了绿色LED灯,中和紫色光芒,让植物看起来更像食物。  

当时的高级维生计划由雷?韦勒(Ray Wheeler)博士表示:“蓝色和红色的波长是植物生长的基本条件。它们应该是以电力转换成光能量而言最有效率的颜色。绿色LED则帮助强化人类对于植物的视觉效果,但其实发出的光并不像红、蓝灯那么多。”

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NASA计划在未来的载人火星任务中栽植菜叶与香料等农作物。

NASA也相当应景的为大家说明“真正的”火星困境,人类要怎么活下来。火星上平均温度为摄氏零下80度,即使有适当隔温装备,不管火星上的温度多么理想,最后人类都会肚饿需要进食,在电影中,主角面临的最大困境之一就是要如何平均分配他手边的食物。

在资源有限的火星上,用水和氧气锱铢必较,而相较于传统在“地球”上,常常浇灌太多水的农作方式,NASA开始研究是否能更精确的灌溉植物,让航天员用有限资源,得到最大收成。

早在2000年时,NASA成立的研究中心就开始了解水分和植物叶子饱满度的关系,并研究是否能用传感器侦测叶片含水程度。

这个概念后来被民间公司成功商品化,做出能够放在叶子上直接侦测饱水度传感器。传感器能够将植物饱水度和整体健康指数数据都传输到农夫的计算机上;系统还会在植物需要灌溉时传讯息通知农夫。使用传感器这种精确的农作方式不只改善传统上浇太多水的现象,还能省下许时间与金钱。

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在叶片上装设传感器,将是未来精确农作技术的一环。

NASA一位科学顾问表示:“我们已经清楚火星拥有冰冻水,而且土壤中含有硝酸盐,这是一种很好的肥料。”但是这些植物种植量是否能够供一个人维持生存,就不好说了。目前的空间计划中,宇航员的食物供给大部分还是来源于地球,而不是空间站的“农场”。

幸好,主角马克就是一个植物学家,这些最新的研究想必他都了如指掌,一切就只能靠他的步步为营,成功种出更多的土豆,等待下一批航天员抵达火星啦!

 

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