距离吃上火星米饭还有多远

史诗

有不少人梦想能够在火星上建立新的家园，脑洞大开的“火星移民”计划常被提及。但是，如果解决不了粮食问题，这一设想就无法真正实现。目前，火星还是“蛮荒之地”，定居火星后我们吃什么、喝什么？难道真像电影《火星救援》中描绘的那样，在火星上种土豆吗？

火星土壤不利于农作物生长

火星之所以能成为人类太空移民的首选地，是因为它与地球同处于太阳系的宜居带中，是最接近地球的一个行星。火星也有四季变化，一天有24小时37分，与地球有着几乎相同的昼夜轮替，一年折合地球日来算约有687天。从火星上看太阳，也是东升西落。

虽然与地球十分相似，但火星大氣很稀薄，昼夜温差太大，氧气含量极低，二氧化碳含量相对较高，重力只有地球的1/3。

“由以上条件可以推断，人类能够带着氧气瓶在火星上轻快地行走，植物能够在火星环境受控的温室中直立生长，并利用二氧化碳进行光合作用。”中国科学院分子植物科学卓越创新中心研究员郑慧琼解释说。

那么，火星土壤状况如何？它是否能保证植物的扎根、农作物的生长？

一些研究得知，火星土壤中的含铁量极高，主要是以氧化铁的形式存在；含硫量也很高，约是地球上的100倍，易使植物中毒；钾含量较少，是地球的1/5；没有有机物。

“地球植物体中的化学元素共有70多种，火星土壤中有其中一半以上的化学元素，但是这些化学元素的含量与地球土壤差异极大。”郑慧琼说，相比地球，火星整体的环境条件要恶劣得多。

目前来看，人类无法在火星上生活很久，其中一个重要原因，就是火星土壤不利于农作物的生长，可能什么东西也种不出来。

不久前，行星科学家在月球和行星科学会议上分享了一个惊人的发现：火星土壤或许可以种水稻。

为了测试水稻是否能在火星土壤中生长，科学家模拟出火星土壤，并在上面种植基因变异的水稻品种。测试结果显示，即使在人造火星土壤中添加了少量高氯酸盐（火星表面发现的有毒化学物质），水稻也能发芽。这么说来，人类离吃到火星米饭的日子不远了？

“还差得很远。”郑慧琼进一步解释，火星很大，像地球一样，可能在不同区域有着不同的土壤成分。火星土壤的显著特点是铁、硫、高氯酸盐的含量非常高，不能直接种植地球植物，包括水稻。再加上火星大气稀薄、土壤中水分稀少，植物无法在这样的环境中生存。

搭建温室，改造火星农场

基于以上原因，郑慧琼模拟了火星农场的建造方案。

第一步是农场的选址。“要选择阳光较为充足而辐射较小的地方，周围最好还有土层较薄、较容易获得地下水的地域。”郑慧琼说，虽然火星表面的水不能直接利用，但可以通过净化、改造后加以利用。

第二步是在选址完成后，派遣无人探测器实地调查，检测和分析那里的气候、土壤、阳光等环境情况。

第三步就是劳动力登场。在郑慧琼看来，人类要先登陆火星，再着手制定火星农场建造方案，然后开始第一阶段的工作，例如搭建封闭温室、安装太阳能获取装置、改变种植环境。待第一阶段工作完成后，就可以正式开始火星农业了。

“我们需要把两艘飞船发射到火星上。”郑慧琼说，一艘装有抗逆性强的藻类“先锋植物”和有益的微生物，让它们先落地火星并种植、培养，再辅以一定的土壤改良剂；一艘可以将一些高产、优质、可口、抗逆性好以及耐贮藏的农作物品种运往火星。这些作物在人类建造的温室中，会逐渐获得遗传和发育上的适应性并不断优化，最终生产出未来火星居民不可或缺的粮食。

本文转自微信公众号“蝌蚪五线谱”