植物在電影或電視中擔任重要角色的機會不多,即使成為要角,有時也常常讓看戲的我「一秒出戲」。
2015年的電影《絕地救援》裡面,男主角不小心被留在火星,然後靠著種馬鈴薯活了下來。說真的,當初我一聽到這個哏的時候,我就在想:也只有美國人才會安排這麼遜的橋段。
首先,我們先來看馬鈴薯能不能在火星長到可以收穫。
馬鈴薯發源於安地斯山的阿爾蒂普拉諾高原(Altiplano),海拔大約4000公尺。也因此,讓馬鈴薯成為主食作物中,唯一可以在相當寒冷的地方生長的作物。事實上,就是因為這個特性,讓歐洲最早開始吃馬鈴薯的德國(普魯士),得以安然度過小冰河期所造成的麥類作物歉收的問題,一躍而成為歐洲強國。
火星的溫度長年低溫,平均溫度為-63度C,對馬鈴薯來說應該還是太冷。不過,根據NASA的看法,要在太空種植農作物,比較可行的策略應該是在溫室種植,所以這部分可以忽略不計(事實上,電影的設定也是在類似溫室的環境中種植)。
火星的土壤比地球要貧瘠,不過這應該可以靠著施肥以及添加土壤菌群來改善。
火星的空氣主要是二氧化碳(佔95.3%),這個對植物當然也不好,不過既然都已經決定要在溫室裡面種植,這個就算了。
接下來我們來看光線。讀者可能會問,既然都已經決定要在溫室種了,為什麼還要看光線呢?
這樣說吧,如果你真的有看過溫室,應該會發現大部分的溫室都是透光的,雖然裡面也有裝生長燈,但是溫室裡的生長燈都是輔助的用途,主要還是靠天光,這樣才比較省電啊!如果全部都靠人工光源,成本就會大幅提高喔。
馬鈴薯對光的品質其實蠻挑剔的,它喜歡高光照;尤其是在形成塊莖的時候,需要的陽光每天不可以多於12小時。
那麼,火星的狀況如何呢?
火星的一天大概是24小時又37分鐘,比地球略長一點點。不過火星的光強度比地球要弱不少,夏天大約是地球的67%,冬天則只剩下地球的43%,對馬鈴薯來說應該是不太行,一定要補充額外的光線。
另外,因為火星與地球一樣,有自轉軸傾角(25.2度,地球的 23.5度相近 ),所以火星也有季節。
因為馬鈴薯在形成塊莖的時候需要短日照(長夜),所以馬鈴薯在火星最好是種在中緯度地區,這樣可以利用火星的四季來調節光照,就不需要提供太多的人工光源。
聽起來好像不錯,不過有一件事情要考慮在內的是:火星的一年大概是687個地球日!也就是說,火星的一年,大概是地球的兩倍長!
這使得火星的四季大概比地球長一倍。由於火星的軌道比地球更橢圓,所以火星北半球的春天有194天、夏天有178天、秋天有142天、冬天有154天。而火星的南半球就成了夏短冬長...
但是,因為火星的一天只比地球長一點點,所以對植物來說,這樣的環境意味著更長的生長期與更長的休眠期。
雖然馬鈴薯只需要70-120天就可以收穫,但是別忘了,馬鈴薯塊莖形成時需要短日照;所以更長的四季意味著要等更久才能收穫,要不然就是要想辦法遮光,製造短日照週期。
總而言之,要在火星種馬鈴薯,一定要種在中緯度,夏天要記得補光、秋天要記得每天遮光幾個小時,然後馬鈴薯喜歡比較肥沃的土壤,所以施肥必不可少。看完有沒有覺得很麻煩?
其實,若說一定要種主食類的作物,在火星種番薯應該是比較好的選擇。怎麼說呢?
番薯是亞熱帶/熱帶作物,雖然火星實在很冷,不過我們有溫室。番薯對肥料與水的需求比馬鈴薯低,所以比較不需要施肥。
另外是,番薯對光線不挑剔,而且它是日照中性作物,不論是長日照或短日照,都不影響它長番薯,所以相對於馬鈴薯,即使火星的光線只有地球的67%(夏天)到43%(冬天),番薯應該還可以生產。如果再供應一點紅光與藍光,番薯應該會長得更好呢!雖然番薯需要90-150天才能收穫,但是種植成本相對比馬鈴薯要低。
如果再考慮到火星常有遮天蔽日的沙塵暴,對光線不挑剔的番薯還真的是更好的選擇!如果種馬鈴薯,只怕風險很大吧...
事實上,我一直有在注意NASA在太空種植物的進展,但是除了在電影上映後,NASA曾經公布過他們與秘魯的國際馬鈴薯中心(CIP)合作的「火星馬鈴薯」(Potatoes on Mars)計畫的馬鈴薯在模擬火星環境中成功發芽之外,其他的成果都是種菜。所以NASA也沒有把種馬鈴薯當作他們的重要研究專題喔!
那麼,《絕地救援》的作者為什麼不寫種番薯呢?
首先,小說的作者安迪·威爾(Andy Weir)並不是植物學家。根據維基百科的資料,他大學主修電腦,後來還曾經去暴雪工作,所以他其實不怎麼懂植物啦!
其次,番薯根本不是美國人的主食,馬鈴薯才是。美國人愛吃馬鈴薯,甚至曾讓殖民時期來美國旅遊的歐洲人留下深刻的印象。美國的愛達荷州產馬鈴薯產到讓馬鈴薯得了「愛達荷」(Idaho)的暱稱,美國人還發明了「馬鈴薯頭先生」(Mr. Potato Head)作為小孩子的玩具,可想而知在太空旅行帶著馬鈴薯當然是非常正常的事。
另外,從殖民時期到現在,馬鈴薯已經成了美國人農業成功的象徵之一。所以,流落火星的馬克·沃特尼(Mark Watney)當然要種馬鈴薯了。怎麼可以種番薯呢?除非他是台灣人啦!哈哈!
參考文獻:
NASA Mars Facts. (https://science.nasa.gov/mars/facts/)
葉綠舒。2023。作物人類史:穀物與香料。ISBN 9786269731718。