□科普時報記者史詩
近日，彩色版中國首次火星探測火星全球影像圖正式發佈，將為開展火星探測工程和火星科學研究提供質量更好的基礎底圖。作為太陽系中與地球環境最為相似的行星，火星影像圖也將對研究地球的演化行程提供借鑒。
除了科學意義，還有不少人夢想能够在火星上建立新的家園，腦洞大開的“火星移民”計畫常被提及。但是，如果解决不了糧食問題，這一設想就無法真正實現。現時，火星還是“蠻荒之地”，“定居”火星後我們吃什麼喝什麼？真能像電影《火星救援》中描繪的那樣，在火星種洋芋嗎？
火星土壤不利於農作物生長
火星之所以成為人類太空移民的首選地，是因為它與地球同處於太陽系的宜居帶中，是最接近地球的一個行星。火星也有四季變化，一天24小時37分，與地球有著幾乎相同的晝夜輪替時間，一年折合地球日來算約有686天，在火星上看到的太陽也是東升西落。
雖然與地球十分相似，但火星大氣很稀薄，晝夜溫差太大，氧氣含量極低，二氧化碳含量相對較高，火星重力大約是地球的三分之一。
“由以上條件可以推斷，人類能够在火星上帶著氧氣瓶輕快地行走，在環境受控的溫室中植物能够在火星上直立生長，利用二氧化碳進行光合作用並茁壯成長。”中國科學院分子植物科學卓越創新中心研究員鄭慧瓊解釋說。
然而，火星土壤狀況如何？它是否能保證植物的紮根、農作物的生長？從一些研究中我們得知，火星土壤的含鐵量極高，主要是以氧化鐵的形式存在；含硫量也很高，約是地球上的100倍，易使植物中毒；鉀含量較少，是地球上的五分之一；火星上還沒有有機物。
“地球植物體中的化學元素共有70多種，主要成分有35種。其中一半以上在火星土壤中都具有，但是其化學元素的含量與地球土壤差异非常大。”鄭慧瓊說，火星整體環境條件相比地球要惡劣得多。
目前來看，人類無法在火星上生活很久，其中一個重要原因是火星土壤不利於農作物的生長，可能什麼東西也種不出來。
搭建溫室改造火星農場
不久前，行星科學家在月球和行星科學會議上分享了一個驚人的發現：火星土壤或許可以種水稻。為了測試水稻是否能在火星泥土中生長，科學家類比出火星土壤類比物，並在上面種植基因變異的水稻品種。即使在人造火星土壤中添加少量高氯酸鹽（火星表面發現的有毒化學物質），水稻也能發芽。
人類離吃到火星米飯的日子不遠了？
“還差得非常遠。”鄭慧瓊進一步解釋，火星很大，像地球一樣可能在不同區域有不同的土壤成分。火星土壤最顯著的特點是鐵、硫、高氯酸鹽的含量非常高，肯定不能直接種地球植物，包括水稻。加上火星大氣、水分稀薄，植物無法在這樣的環境中生存。
基於以上原因，鄭慧瓊給記者類比了火星農場的建造方案。
第一步是農場的選址。“要選擇陽光比較充足，而輻射又小的地方，最好周圍距離不遠處還有土層較薄、比較容易獲得地下水的地域。”鄭慧瓊說，雖然火星表面的水不能直接被利用，但可以通過淨化改造後加以利用。
第二步是在選址完成後派遣無人探測器實地調查，檢測和分析選址的氣候、土壤、陽光等環境情况。
第三步就是勞動力登場。在鄭慧瓊看來，人類要先登陸火星，製定火星農場建造方案，開始第一階段的搭建封閉溫室，安裝太陽能獲取裝置，改造火星環境。
待第一階段完成後，就正式開始了火星農業。
“我們需要把兩艘‘諾亞方舟’發射到火星上。”鄭慧瓊說，第一艘要將抗逆性强的藻類“先鋒植物”和益生微生物落地火星進行種植，再輔以一定的土壤改良劑；第二艘可以將一些高產、優質、可口、抗逆性好，以及耐貯藏的農作物品種運往火星。
這些作物在位於火星的人類建造的溫室環境中，會逐漸獲得遺傳和發育上的適應性並不斷優化，最終生產火星居民不可或缺的糧食。