科学家们正在研究如何在火星上进行农业

在接下来的十年左右，载人火星探测几乎已成定局，从NASA到争夺激烈的科技巨头，都将目光投向了这颗红色星球。而长期居住可能也并非遥不可及。

但在我们实现这一目标之前，还有许多障碍需要克服，其中一些极具技术性。但其中一个挑战是，自人类从树上下来以来，我们一直在努力解决的问题：学习在新地方耕种。虽然我们从未离家如此之远，但我们有理由对我们在外太空的技能持乐观态度。

火星与地球的差异并非巨大。从宇宙的角度来看，它们几乎是双胞胎。它们都有岩石表面，大小、组成和重力都与地球相当接近——这是太阳系中能找到的最好的了。（泰坦可能是更接近的匹配，但它离我们太远了，这会带来它自己的问题。）火星甚至还有一些水。

但火星是极寒的。与地球的极地地区相比，这颗行星的平均温度要低得多。而且它几乎没有什么能称得上是大气。人类需要住所和自己的空气，所以我们现在可以假设，我们也能为一些绿叶朋友提供这些东西。它们需要什么而我们不需要呢？

土壤是答案

一项实验显示，生菜分别在（从左到右）盆栽土、添加了养分的模拟火星土壤和未处理的火星土壤中生长。图片来源：NASA/Dimitri Gerondidakis

当然是土壤。火星上没有土壤。土壤不仅仅是细小的岩石，尽管岩石含有植物所需的许多矿物质。真正的土壤还含有有机质——死亡的物质和活的微生物。它们不仅仅存在于土壤中；它们就是土壤。水和空气也是如此。没有所有这些材料，你只有岩石。而这正是火星目前所拥有的，尽管我们称之为火星土壤。

但自我们开始自己种植粮食以来，人类一直在贫瘠环境中学习耕种。我们可以让不适宜耕种的土地变得适合作物生长。我们添加动物粪便，或者我们自己的粪便。我们用去年的落叶让家庭花园蓬勃发展。我们使用实验室制造的复杂化学肥料。你那位嬉皮士同事会把她的咖啡渣和苹果核倒进办公室的盆栽里。我们懂得如何制造出植物喜爱的土壤。

当然，潜在的矿物质也很重要。火星土壤中含有一些相当糟糕的化学物质，比如高氯酸盐，地球上的农民会竭力避免它们进入土壤。好消息是，这些物质可以用清水冲洗掉。所以一旦你清洗了火星的土壤并添加了一些堆肥，你还能种些什么呢？有几个团队正在研究这个问题。

我们从未从火星带回任何物质，但多亏了探索这颗红色星球并分析其挖掘或激光探测的土壤的机器人科学家们，我们对其有了极好的了解。基于这些信息，一些不同的实验室已经尽力制造了一些模拟火星土壤。你也可以自己购买，每磅不到10美元。

学生园丁

早在1992年，NASA就已经在尝试如何在太空中种植土豆。图片来源：NASA

在佛罗里达理工学院，一群研究人员和学生一直在尝试他们的火星耕种技能。他们尝试将作物种植在地球土壤（作为对照）、模拟火星土壤以及添加了肥料的相同火星土壤中。他们从生菜开始，很快就加入了番茄、豌豆和辣椒。

在维拉诺瓦大学，学生们尝试了大部分相同的作物，还包括大蒜、薄荷和罗勒等香草，因为殖民地的食物不必乏味。他们还尝试种植啤酒花。你可以在这里插入关于大学生优先级的笑话，但火星上的第一家啤酒厂肯定会大赚一笔，所以他们很可能抓住了重点。他们在温室昏暗的角落种植作物，以模拟火星较弱的阳光。其他团队也曾尝试使用人工照明。

研究过程有些小插曲。飓风马修打断了佛罗里达团队的实验。大学生们忘记给他们的作物浇水。但火星也不会没有自己的干扰，结果大多数情况下，这些作物还是长得很好。即使是生菜，在未经处理的火星土壤中也能生长。其他作物需要肥料，但除此之外表现也令人称赞。

这不仅仅是关于养分的问题。维拉诺瓦团队发现，火星土壤的黏土状质地过于致密，许多植物（包括土豆——对不起，马克·沃特尼）难以发芽。但通过添加咖啡渣和碎纸板等材料，研究人员得以疏松火星土壤，使其更容易让植物破土而出。

当然，肥料和碎纸板在火星上不会自然存在。如果你不得不花钱从地球进口它们，你还不如直接进口食物。因此，研究人员正在研究如何最好地利用蠕虫、小型细菌以及火星殖民者将拥有的废物（粪便。我是说粪便）来生产他们自己的高质量肥料。

仍有许多挑战需要克服——例如，火星的低重力就是一个显而易见的例子。但未来火星定居者肯定有可能在他们自己的火星农场上种植豌豆、削土豆，甚至酿造啤酒。