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科學知識和幽默,能讓人活過在火星被丟包的那些日子

阿樹_96
・2015/09/23 ・4199字 ・閱讀時間約 8 分鐘 ・SR值 487 ・五年級

螢幕截圖 2015-09-23 18.32.25

本文由二十世紀福斯影片公司贊助,泛科學策劃執行。

不小心把人獨自留在火星上的機率是多少?

千分之一?百分之一?

錯!是三分之一!

這是統計學,因為才去三次就中了。這個衰人就是馬克瓦特尼(麥特戴蒙 飾),戰神三號的組員,在他被「丟包」之前,沒人想過會有人需要單獨留在火星上。沒有備用通訊、沒有足夠食物,是要逼死誰啊!(就是馬克啊……)

還好,馬克是位植物學家,隻身一人但懂得自我解嘲兼解憂,還可以大聲稱自己是「火星上最厲害的植物學家」(反正也沒有人聽得到),除了研究花花草草,更經營火星農場求生。要是換成他的其他隊員被丟包,就……演完了。

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無巧不成電影,馬克還具備了機械專長,靠著數十年來人類丟上火星的故障設備,馬克變身馬蓋先,修復了探測車的通訊工具,好跟地球上的人們用攝影機點頭搖頭玩碟仙。

儘管地球跟火星差異很大,但很多在國高中、大一學過的知識其實都能派上用場。就讓我們稍微複習一下吧!而當命運(或機率)降臨,你就能成為搖身一變為魯賓遜、濱口優(XD),甚至馬克華特尼!

在火星求生的必需品?

不小心被丟包在火星確實蠻衰的,畢竟火星沒有像地球一樣的環境,沒辦法下海抓魚,沒法採野菜求生,當然也沒有兄貴蟑螂可以抓,甚至連自由呼吸都有困難!更根本的問題是,火星上沒有我們賴以為生的水……這應該是史上最艱難的《黃金傳說》(日本綜藝節目)了!

戲還是得拍下去!所以在劇中還是準備了些基本生存條件給馬克。好家在,隊員留下的居住艙五臟俱全,裡面有水和淨水器,讓珍貴的水能重覆利用。負責製造氧氣的製氧機也正常運作,這些都是在火星求生的必須設備,倘若沒有這些,應該也不會有載人上火星的計畫啦。

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不過,這部符合科學的電影進度依舊超前,目前人類還沒能在火星測試居住艙,不過已經在地球上測試。現在的載人太空艙中的水分皆可回收(Beasley, 2004),太空艙中的淨水器會盡可能大量收集水,像除濕機一樣把人體蒸散的水氣再收集起來,並過濾汙水,成為乾淨的飲用水。例如在國際太空站上,93%的水都會被回收再利用,而且在2010年之後,太空站就有了過濾器跟蒸餾器,每年可以回收6000公升的水,包括太空人的尿。

螢幕截圖 2015-09-23 18.34.39

至於從二氧化碳中變出氧的技術就難多了,但也不是做不到。儘管無法單純地把二氧化碳變成碳和氧,但可以把它電解成一氧化碳(CO)和氧氣(O2,一氧化碳還是可以拿來作其它燃料用途,而氧收集起來除可以呼吸用,燒東西也很好用(Hecht, et al., 2014)。2020年的火星任務探測車將會搭載MOXIE製氧機上火星(Brown, 2014),屆時就可以試試製氧機的效果是否和電影裡的一樣。

成為火星自耕農以前你必須要懂的三件事

一、火星上的土壤成份和地球不會差太多,只要「加點料」就可以耕田了:

火星和地球一樣是類地行星,組成皆以矽酸鹽類為主(與SiO42-結合的各種化合物),也有鐵、鈣、鎂、鉀等成分(Clark et al., 1976)。從好奇號幫我們探勘的結果也發現,火星表面的土壤和夏威夷火成岩風化後的土壤接近(網路天文館,2012),故單從礦物成分來看,火星土適合種植。

但是火星沒水沒細菌,仍無法直接使用,所以我們需要在土壤中加點細菌、水,此外還要有「堆肥」,才能有必要的氮、磷等營養成分。最快的方法就是學習古人:用大便來做堆肥,雖然在地球上不算是好方法,容易有病原菌、寄生蟲等問題(所以現在的有機肥料都還會做些除菌的處理)……總之我們只要在火星土壤加一些地球土壤才有的細菌和人體排出的「營養」,讓細菌可以複製繁衍下去,就可以得到火星農場的土了!

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二、雖然火星有很多和地球相似處,但農場只能設在居住艙內

除了上述的地質部分,火星還有很多地方和地球相似,譬如它的自轉周期是24小時又39分多,和地球相去不遠,陽光照射時數差不多。但大氣就差多了(Seiff and Kirk, 1977),要知道,火星的大氣有95%是二氧化碳,所以有不少細菌不容易生長。馬克與各位若有仔細看過泛科學網站的首頁,會發現首頁有一欄火星氣候(莫名其妙……),最近火星的溫度約在攝氏零下50度左右徘徊,這也正好是火星地表大略的平均溫度,加上無夠厚的大氣與磁場隔絕有害的宇宙射線,不僅植物長不出來,細菌一離開居住艙也活不了太久。

因為上述種種的因素,若想弄點吃的,只能在居住艙裡種菜,居住艙好處是能扺擋宇宙射線,但陽光也照不進來啊!(謎之聲:誰想得到有天得在居住艙裡頭種菜啊!)。幸好在艙內還是可以讓植物行光合作用,只要懂得把太陽的能量用太陽能板轉成電力,再轉成燈光。雖然不是專業的植物專用燈光,但波長仍在作物光合作用可吸收的範圍內。

螢幕截圖 2015-09-23 18.25.15

三、要非常具有科學精神和熟練的運用科學方法

科學家解決事情時,往往不止需要單一領域的知識,或許這就是為什麼明明是物理系卻還要修微積分、明明是化學系卻還是要修物理、而生科或地質系都還是要修化學的原因吧?(是真的,不是為了整你)

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要創造出火星農場,光是處理土壤就得結合地科、生物的知識,而要計算產量是否足夠維持人體熱量,則要好好算數學,所以說「數學為科學之母」在此一點也不為過。在這種求生保命的moment,務必要「斤斤計較」,能種多少馬鈴薯,取決於我們需要多少的熱量(這裡不多提,請直接google「每日熱量需求」、「食物熱量計算」等資訊,當然這種能量換算也有很多地方會用,像是把地震、熱量換成營養午餐之類的…)。

科學家最注重的莫過於實驗精神,一個好的科學家會盡可能的完善規畫,也要懂得從錯誤中修正。如果你真的沒把握請分次進行,譬如你手上的地球土壤要改造成火星農場的土,可能就需要嘗試幾個配方,才能找到可行的組合。沒確認好就一口氣全種下去,要是死光光……直接the end

更重要的是,理論和實驗有落差時,一定要再檢查實驗流程是否有缺失、計算過程是否有錯誤,否則你會死在自己的愚蠢行為下。舉個例子來說,當你進行電解水實驗時,實際的氫氣產生量遠遠不足理論值時,其中一個可能就是「漏氣了」…如果漏的氫氣量一多,此時來點火花,那也是直接the end

科學萬歲!如果你有跟馬克一樣的能力,要來衝一團嗎?

不要,打死不要,我想連原著小說裡Geek幽默等級超高的馬克都會這麼說!

雖然看起來「火星版黃金傳說」充滿了科學家的浪漫,但真要做起來肯定不是那麼一回事…在地球上化學實驗做失敗,了不起燒掉一間實驗室,說不定還有機會逃生,但在火星,你只會啊啊啊地被燒死。就算不挑戰化學實驗,光要睡在充滿大便味的房間(別忘了人糞做的堆肥和完全密閉的居住艙),就夠讓人心靈創傷了。

求生不易,但要領便當可以很快。艙內出現個小裂縫沒處理、某些有爆炸危險的實驗沒注意、一口氣種死所有植物、甚至沒配好糧食太快吃完…種種輕忽科學的行為都有可能會致命。這些困難的科學需求都告訴我們,探索太空不是件易事,需要許多的訓練與科學背景知識,所以如果想像馬克瓦特尼般處變不驚,那得從小就把科學學好,不是要你考高分,而是要懂得科學求生!

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  • 註:黃金傳說為一日本綜藝節目,節目會邀請藝人來完成各種任務達成傳說,其中著名的企畫包括「一萬日元一個月的節約生活」、「無人島上的0元生活」…….等等。

參考資料:

附圖:

圖片1
NASA 2020年火星任務探測車上的造氧設備MOXIE。source:NASA
  • NASA用這台MOXIE製氧機上火星除了給太空人呼吸,也同時製造燃料(東西一定要有氧才能燒)。具體來說,MOXIE把收進加壓後的二氧化碳送進一個固體電解設備(SOXE)中,裡面有很多氣體可通過的細小孔洞,通過時一個二氧化碳分子抓了2個電子後,會轉換成一個氧離子、一個一氧化碳分子(CO2 + 2e- ⇒ CO + O2-),而氧離子再得到電子就會形成氧原子(O2⇒ O + 2e-),兩個氧原子就能結合成氧分子了!經過計算,MOXIE在火星上每小時能產生22克的氧氣,說起來還真不算快啊!
圖片2
地球土壤分層示意。source:wikipedia
  • 地球土壤分層示意,由上而下是有機層(O)、表土層(A)、底土層(B)、風化層(C),風化層以下為母岩。火星上由於沒細菌與植物,故只有風化層的層級,需要再處理。

 

文章難易度
阿樹_96
73 篇文章 ・ 18 位粉絲
地球科學的科普專門家,白天在需要低調的單位上班,地球人如果有需要科普時時會跑到《震識:那些你想知道的震事》擔任副總編輯撰寫地震科普與故事,並同時在《地球故事書》、《泛科學》、《國語日報》等專欄分享地科大小事。著有親子天下出版《地震100問》。

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當人們對細菌一無所知、當醫生不洗手:生產,就像是去鬼門關前走一趟──《厲害了,我的生物》
聚光文創_96
・2022/09/13 ・1767字 ・閱讀時間約 3 分鐘

國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!!

無知的代價:產褥熱

故事說到這裡,此時此刻,人們依然只能透過顯微鏡、放大鏡等工具,追尋微生物的芳蹤。當然啦,發現微生物是一回事,要確認這些微生物與特定疾病的相關性,並且證實它們的致病性與致病機制,則完全又是另一回事。

在那個對微生物一無所知的年代,該有多可怕?圖/envatoelements

然而,產業救星巴斯德先生在拔了一根草、測了測風向以後,敏銳的發現,風向是會改變的。在與微生物和疾病的永恆戰鬥中,人類也不會永遠的屈居下風。

巴斯德的重心,逐漸從化學轉移到微生物之上。他雖然不是醫生,也不是婦女,卻對婦女的生死大關特別有興趣。

在十八世紀到十九世紀之間,有多達百分之三十的婦女,會在生產後的「產褥期」,受到細菌感染而持續發燒,稱為「產褥熱」(puerperal fever)。

當時,產褥熱的致死率相當高,一旦受到感染,有百分之七十五的產婦可能會挺不過去,一手接生一手送死,悲傷的故事在醫院裡不斷上演。

被忽視的警告:「不要碰完屍體去接生!」

一八四三年,美國醫生霍姆斯(O. W. Holmes)在論文中提到,不少醫生會在解剖完屍體之後,再為產婦進行接生,這些產婦中,染上產褥熱的比例也偏高。

但是,當時的醫學界並不認同霍姆斯的觀點,將他的提醒當成了耳邊風。

進產房前,別忘了先寫遺囑!圖/聚光文創

與此同時,在著名的維也納大學醫學院中,匈牙利醫師塞麥爾維斯(Ignaz Philipp Semmelweis),正為了附屬醫院中,遲遲無法下降的產婦死亡率而苦惱著。

即使進行了詳細的大體解剖,塞麥爾維斯也無法找出產褥熱的原因,只能眼睜睜的看著產婦一邊期待著新生命的降臨,一害怕著死神將揮舞著鐮刀,收割她們的性命。

心痛的塞麥爾維斯,於是將目光轉向產房細節。他注意到,如果產婦居住在解剖室旁的產房,產褥熱的比例更居高不下;反觀助產士教學病房裡的產婦,死亡率就明顯較低。

塞麥爾維斯於是推測,或許在屍體中帶有某種毒素,經由負責解剖的醫生、實習生的雙手,在接生或產檢之際進入產房,造成了產婦的死亡。

只是洗個手,死亡率剩下原本的 1/4

一八四七年,塞麥爾維斯決定,要求產科裡所有醫生、實習生,特別是那些剛進行過大體解剖的小夥伴們,在為產婦接生或檢查之前,務必要用肥皂與漂白水浸泡、清洗雙手,並澈底刷洗指甲底下的汙垢。

果不其然,一個簡簡單單的洗手動作,就讓院內產婦的死亡率,從百分之十二下降到百分之三!可喜可賀!

即使塞麥爾維斯發現「洗手」就可以降低產婦的死亡率,但它的發現並未被醫界重視。圖/envatoelements

按照常理思考,我們可以大膽推測,接下來的劇情發展應該是:「塞麥爾維斯被譽為英雄,他所推行的洗手習慣,立刻被全世界廣泛採用……」

NO~NO~NO,塞麥爾維斯拿到的,可不是這麼簡潔、老生常談的劇本,故事尚未劇終,本章節依然未完待續。

事實上,他的重要發現並沒有受到醫學界的認可,連病房主任也說,死亡率的下降,是醫護同仁們用心禱告的結果,跟洗不洗手什麼沒啥關係。

不僅論點違背主流風向,許多醫生甚至覺得,塞麥爾維斯的說法,根本就是在說「醫生手很髒」或「病從醫生來」,對此,他們表達強烈的不憤怒與不滿。

讀到這裡,我們或許會覺得,只是洗個手,有那麼痛苦那麼難嗎?殊不知,即便是疫情當前的今日,對於這個倡導手部衛生的建議,依然有人會感到不滿與抗拒。

如此一想,一百多年前的醫生們不想洗手,好像不是多麼不可思議的事情了。

沒想到竟然連醫生都會不想洗手!圖/聚光文創

──本文摘自《厲害了,我的生物》,2022 年 8 月,聚光文創,未經同意請勿轉載。

聚光文創_96
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據說三人出版社就算得上中型規模,也許是島嶼南方太過溫暖,我們對出版業的寒冬始終抱持著浪漫與天真。 作者們說,出版市場很艱困,但我們依然想在翻譯領軍的文學市場中,為本土的作者、原創故事發聲。 喜歡做為升學孩子減輕壓力的書,不要厚重百科類型、沒有艱澀的專有名詞,很多重大發現的背後故事更值得我們好好品味。

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葡萄酒變酸了?這可不能忍!巴斯德揪出「乳酸菌」,成功拯救法國的釀酒業──《厲害了,我的生物》
聚光文創_96
・2022/09/12 ・2154字 ・閱讀時間約 4 分鐘

國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!!

國安危機!為什麼葡萄酒變酸了?

在上一集中,我們聊到了十七世紀,荷蘭科學家 aka 手作達人雷文霍克,以他那充滿手工溫度的兩百五十臺顯微鏡,以及一百七十二塊鏡片,為世人展示了「微型動物」(微生物)的世界。

然而在雷文霍克之後,除了斯巴蘭札尼神父曾經投以關愛的眼神,做了一些相關的實驗與研究,微生物似乎逐漸被眾人遺忘。

一直到微生物學的奠基者,巴斯德(Louis Pasteur)的出現,微生物的存在終於開始閃閃發光。一開始,巴斯德是打算進行「自然發生說」的相關實驗,沒想到,一個可能動搖國本的問題卻找上了他。

巴斯德(Louis Pasteur)被譽為微生物學的奠基者,也是研發出狂犬病疫苗的科學家。圖/Wikipedia

在浪漫優雅的法國,飲酒文化與釀酒事業同樣歷史悠久,然而,當時的酒商與釀酒廠負責人卻天天急得跳腳,一點也浪漫不起來。

原來,釀酒這門手藝太過精細,只要一不小心,酒廠生產的酒很可能就會酸化變質,不僅造成商譽與營運的巨大損失,也會影響市場供應的穩定性。

生活不能缺少微醺的感覺,釀酒業的危機,簡直就是國安危機,巴斯德義無反顧的決定伸出援手。

於是,巴斯德拿出科學家的精神,仔細研究了整個釀酒過程,收集、觀察製程中,不同時間的發酵液,並且分析、比較這些酒液的不同。

經過一次一次的培養與試驗,巴斯德終於發現,在顯微鏡下,正常的發酵液中,有一種形狀圓圓的球體小生物(也就是酵母菌);而那些發酵失敗、變酸的酒液中,則可以看見一種又細又長的桿狀小生物(乳酸菌是也)。

乳酸菌平常也許是不錯的東西,但要是跑到酒裡面可就不好了。圖/envatoelements

抓出讓酒精變質的小小兇手

一八五七年八月,巴斯德發表了他的研究成果,這篇論文,可以說是現代微生物學的開山之作。論文中指出,發酵,是涉及某些特定的細菌、黴菌、酵母菌等微生物的活動。

這些研究不僅拯救了釀酒業,也影響著食品業與醫藥產業。當時的科學界一度認為,發酵與食物腐敗、傷口發炎等現象,是可以畫上等號的,因此啟發了一名外科醫師的抗菌革命之路(這段故事我們後面再聊,先賣個關子)。

回到釀酒業的危機處理之上,雖然揪出了讓酒變酸的凶手,但巴斯德的工作還沒有完成,還得找出一勞永逸的方法,才算是功德圓滿。

經過一番苦思冥想,巴斯德最後採用的是加熱滅菌法,這種方法,如今也被稱為「巴斯德消毒法」(pasteurization)。

我們都知道,加熱是個有效的滅菌方式,巴斯德將釀好的酒,短暫、而且小心翼翼的加熱,直到攝氏五十至六十度,藉此殺死那些可能讓酒變質的細菌。如此一來,不僅能讓酒長斯保存,也不會犧牲酒的口感,是不是很讚!

感謝巴斯德讓我們今天能喝到沒有壞掉的酒。圖/聚光文創

陷入絕境的養蠶業:蠶寶寶為什麼會生病?

感謝飛天小女警,啊不,是巴斯德的努力,一天又平安的過去了,釀酒業終於恢復了平靜。然而,一八六五年,法國農村再次遭遇危機。

雍容華貴的絲綢,是廣受貴族喜愛的高級布料,養蠶、攪絲、織布,也是當時法國農村的一大主力產業。沒想到,一種傳播快速、並且容易致死的疾病,卻在蠶寶寶界蔓延開來,蠶農們對此束手無策,養蠶業因此陷入絕境。

在昔日師長的建議之下,巴斯德決定投身於蠶病研究,為蠶寶寶尋得一線生機。

在此之前,他並沒有養過蠶,也缺乏相關知識。於是他動身前往法國南部,花了五年的時間,在第一線的蠶病疫區進行研究。

透過顯微鏡,巴斯德在病蠶的身體裡,發現了一些微小的病原體。

不曉得大家小時候有沒有養過蠶寶寶呢?圖/envatoelements

同樣的,溯源之後還得找出根治方法,巴斯德除了研究鑑定方法,以幫助蠶農辨認染病的蠶寶寶之外,也建議蠶農對病蠶進行隔離。

篩檢與隔離,加上選擇性育種與提高蠶群的清潔度,巴斯德提出的「蠶界防疫新生活」,不但拯救了無數蠶寶寶的性命,也讓瀕臨崩潰的法國絲綢獲得喘息。

在釀酒業與養蠶業分別取得成功之後,巴斯德於是將目光從經濟產業轉向醫療產業。

這些肉眼看不見的微生物,既然可能讓酒變酸,也可能讓蠶生病,是不是也可能引發人類的疾病?如果真是如此,只要知道如何躲避生物的攻擊,或許就能增加戰勝疾病的可能性。

大家努力待在家防疫的時候也別忘了記得動一動。圖/聚光文創

──本文摘自《厲害了,我的生物》,2022 年 9 月,聚光文創,未經同意請勿轉載。

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聚光文創_96
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據說三人出版社就算得上中型規模,也許是島嶼南方太過溫暖,我們對出版業的寒冬始終抱持著浪漫與天真。 作者們說,出版市場很艱困,但我們依然想在翻譯領軍的文學市場中,為本土的作者、原創故事發聲。 喜歡做為升學孩子減輕壓力的書,不要厚重百科類型、沒有艱澀的專有名詞,很多重大發現的背後故事更值得我們好好品味。

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樹木有「精氣」才能茁壯?淺談種樹的眉眉角角——《聆聽樹木的聲音》
麥田出版_96
・2022/08/31 ・2684字 ・閱讀時間約 5 分鐘

  • 作者/詹鳳春

每一棵樹生長所需的「坪數」不同

樹木根系的活力,關係著地上部枝幹的健全性。地上部與地下部兩者生長關係為表裡一致。

土壤為根系的生存空間,若無充分的土壤環境是無法確保樹木健全的生長。為了維持樹木活力,首先必須了解樹木根系的特徵,才能確保土壤環境與根系之間生長環境。

根系與土壤之間的關係與樹木特性、生理、生態等有關。當土壤影響樹木時,樹木也同樣影響土壤,彼此之間環環相扣。

依據樹種不同,各自基因要素構成根系生長模式。樹木之間共通的習性,如順著重力方向往下伸長稱為垂直根系,也有垂直往下伸展後以一定角度斜出,稱為斜出根系。其他與地表面平行方向伸展為水平根系。

水平根系的樹種,即使在土壤層淺或深的情況下都可以生長。但是,深根型的樹種,在土壤層較深時可以生長良好,反而土壤層淺時容易出現生長不良的狀況。

由於根系受到限制,當往下伸展的根系受到阻礙,就無法發揮機能。因此,土層淺時種植水平根系的樹種。深根性的樹種,預先確保土層厚度使根系能充分伸展。

芒果樹是深根樹種,水平根相對細小。圖/Wikipedia

如何快速判斷樹木對土壤空間的需求?

一般常說,樹木根系分布在樹冠內的區域寬幅。但也有部分樹種,根系伸展遠超過樹冠外的水平根系。僅停留在樹冠內伸展根系的樹種反而少。如此一來,究竟樹木需要多大的空間才能適當的生長,至今依舊無法確實判斷。

但也可以就根系吸收的範圍掌握,如細根百分五十的分布範圍集中於樹冠半徑之內,以此作為樹木管理面積的一個基準。

實際上,植栽時要確保面積也確實有其難度。原則上以根系能夠伸展的面積越寬闊越好,特別是行道樹改以綠帶狀種植,這要比單獨的植栽穴提供了更寬廣的空間。

除了坪數外,根系的成長也與「建材」有關!

另一方面樹冠生長茂密,根系也會彼此之間出現相互競爭的關係。

植栽的土層,存在許多的大型石礫、不透水層等,這也讓原本根系形態出現許多的變化。換句話說,根系除了先天遺傳要素,也會受到後天環境的物理條件影響。如黏土質時,根系容易伸展不良;其次為砂質土,而最適切為壤土。

根系除了先天遺傳要素,也會受到後天環境的物理條件影響,比如土壤。圖/Pixabay

樹木若種植於黏土質時,下雨時黏土易於分散,變得黏稠、摩擦抵抗也隨著減少。當持續晴天時,反而黏土粒子因乾燥而固結如同水泥般,這類的土性是非常容易阻害根系伸長生長。

一般土壤表層分布細根多,同時表層的有機物、孔隙量、氧氣量較多進而促進生長。相對之下,越到下層土壤的孔隙越少,根系生長也就越為不良。

土壤的濕度、溫度、透氣程度,又會如何影響樹木?

樹木要能健全生長,前提之下需健全的根系。

根系與乾濕、土性、通氣等土壤的物理化學有關。

尤其根系生長,容易受到土壤水分的影響。例如;部分樹種於濕潤地生長良好,但過濕及乾燥則容易生長不良。

再者,細根的外部形態及組織也會因土壤水分而出現變化。常見乾燥地,吸收根的數量較多、細且短、木質化偏早等。相對的,生長於濕潤地的樹木因吸收根少、粗且長。

根系呼吸時需要充分的空氣,並釋放二氧化碳。

主要是以氫的形態被固定於土壤粒子表面,並作為養分吸收。也就是說;根的呼吸與養分吸收之間有密切的關係,新生白根的機能為呼吸作用及養分吸收。

根系生長,也會受到地溫的影響。

冬季至春季之間,隨著地溫的上升,根系生長旺盛。根系生長於攝氏 5 度前後開始, 10 度以上開始活躍,其中以 20-25 度最為旺盛。

寒冷季節地溫下降,不僅導致落葉,也會導致地下根系生長速度降低。圖/Pixabay

但是,這需要持續維持一定氣溫,同時地溫升高才能達到促進根系生長效果。

一般地溫高,可促進土壤中有機物的分解,供給養分。反之秋季至冬季之間,因地溫的下降導致生長減少。即使冬季地上部的枝葉活動停止,若能確保地溫,根系也可以持續生長。

根量、葉量的關係相當緊密

樹木進行修剪時,因切除枝條同時失去大量的葉量。

葉作為光合作用進行物質生產,當葉量減少時地上部、地下部的整體活力也隨著降低。當失去超過一半以上的葉量,容易影響成長量。

儘管依樹種不同而有所差異,通常失去超過百分之 70 以上葉量容易導致枯損、甚至枯死。

由於葉量減少,直接影響根系儲存物質以外,還有細根的生長。

隨著細根先端活力降低,接著吸收能力低下,移動至枝葉的物質也會受到限制。因此葉量減少時,根系活力降低也阻礙樹木生長。

隨著細根成長,日常發生枯死、脫落的根;經由分解作為土壤養分,之後所殘留的土壤孔隙也提供物理、生物效益並改善土壤。

根也有「精氣」一說?從季節來剖析!

樹木的發根及生長,也與根的精氣有很大關係。

當春天時,因為根的精氣強,所以發根也旺盛,此時移植容易存活。夏天時,由於樹冠枝葉精氣旺盛,根的精氣較弱,因此發根不良,樹木一旦移植容易枯死。

隨著季節,根系的生理現象也不同。就現代的樹木生理詮釋;是以季節的展葉、伸長、發根現象、植物激素變化、儲藏的物質移動理解。

另一方面,古代對於移植樹木,認為移植時若不適時疏伐枝葉,受到風的影響根系容易動搖。更認為移植枯死主要因素,在於受風而動搖根系。

過去以來,移植時因切除根系,使水分吸收量減少。為了控制樹冠枝葉蒸散,必須疏伐枝葉以確保生存。

雖然古代移植樹木並非以樹木生理、物質吸收等作為出發點,但就根系活力的確保觀點上,確實也為樹木生理的一環。

——本文摘自《聆聽樹木的聲音》,2022 年 7 月,麥田出版

麥田出版_96
18 篇文章 ・ 13 位粉絲
1992,麥田裡播下了種籽…… 耕耘多年,麥田在摸索中成長,然後努力使自己成為一個以人文精神為主軸的出版體。從第一本文學小說到人文、歷史、軍事、生活。麥田繼續生存、繼續成長,希圖得到眾多讀者對麥田出版的堅持認同,並成為讀者閱讀生活裡的一個重要部分。