Znanstvenici su uspjeli uzgojiti biljke na umjetnom marsovskom tlu. U budućnosti bi ovu metodu mogli koristiti u kolonizaciji na Crvenom planetu.
Znanstvenici su uspjeli uzgojiti prve biljke na umjetnom tlu koje oponaša ono na Marsu, obogativši ga simbiotskim dušikom. Biljke su uspješno formirale čvoriće sa simbiotskim bakterijama i pokazale su dvostruko povećanje biomase. Međutim, znanstvenici nisu uspjeli postići prvotno očekivano obogaćivanje tla dušikom.
Uzgoj biljaka na Marsu: Kako budući kolonisti mogu sami uzgajati hranu?
Mahunarke
Korijeni mahunarki (uključujući slatku djetelinu) tvore specifične kvržice u kojima žive simbiontske bakterije iz obitelji Rhizobiaceae. Ove bakterije učvršćuju atmosferski dušik, odnosno pretvaraju plinoviti dušik (N 2) nedostupan biljkama u lako asimilirani oblik amonijaka (NH 4). Zbog toga mahunarke bolje rastu, a tlo je obogaćeno dušikom dostupnim drugim biljkama.
https://kozmos.hr/pronadeni-neobicni-mikrobi-na-iss-u/
Uzgoj na Marsu
Uzgoj mahunarki mogao bi pomoći kolonizaciji Marsa, budući da marsovski regolit, iako sadrži dušik, nije dovoljan. No još uvijek nije poznato hoće li simbioza mahunarki i rizobijalnih bakterija djelovati na takvom tlu. Franklin Harris i njegovi kolege sa Sveučilišta Colorado odlučili su to testirati i proveli su eksperiment uzgoja melilota u umjetnom marsovskom regolitu.
Kakvo su tlo koristili?
Model tla koji se koristi u pokusu nosi oznaku MMS (Mojave Mars Simulant), razvili su ga 2007. godine stručnjaci iz NASA -inog laboratorija za mlazni pogon na temelju podataka iz spektralnih promatranja površine Marsa, a posebno misija slijetanja, Vikinške sonde i rovera Spirit i Opportunity.
Od čega je napravljeno umjetno marsovsko tlo?
Temelj umjetnog regolita je bazaltni pijesak iz američke pustinje Mojave. To je 50 posto silicijevog dioksida i 10 posto željezovog oksida. Klice Melilot uzgajane su pod optimalnim uvjetima-u stakleniku pod Phyto-lampama na temperaturi od 25-30 stupnjeva Celzijusa i dnevnom vlaženju.
Dva tjedna nakon sadnje
Dva tjedna nakon sadnje, deset izdanaka u imitaciji marsovskog regolita tretirano je kulturom bakterije Sinorhizobium melioti, koja tvori leguminozno-rizobijalnu simbiozu s melilotom, a još pet je ostalo neobrađeno. Za usporedbu, isti pokus proveden je u običnom tlu za uzgoj biljaka.
Tri mjeseca kasnije
Tri mjeseca nakon tretmana autori su pažljivo uklonili biljke, odredili njihovu masu i broj čvorića te analizirali i sastav tla.
Koliko je eksperiment bio uspješan? Jesu li znanstvenici pronašli način uzgoja biljaka na Marsu?
Na korijenu slatke djeteline u regolitu uspješno su nastale kvržice, iako mnogo manje nego u zemljinom tlu (u prosjeku 14,5 čvorića po biljci u regolitu, naspram 63 u tlu zemlje). Formiranje kvržica u regolitu moglo bi biti ograničeno visokim pH i niskom dostupnošću željeza, koje je dio nitrogenaze, enzima koji fiksira dušik.
Ostali rezultati
Duljina izdanaka, masa izdanaka i korijena u biljkama s kvržicama bile su dvostruko veće u odnosu na izbojke koji nisu tretirani kulturom bakterija. Odnosno, simbioza na tlu Marsa i dalje djeluje, te značajno poboljšava život mahunarki. Međutim, do nakupljanja dušika u regolitu s tretiranim biljkama nije došlo. Unatoč djelovanju bakterija koje učvršćuju dušik, sadržaj amonijevog dušika u njemu se čak smanjio (s 5,5 na 3,7 miligrama po kilogramu).
Rješenja
Autori to pripisuju činjenici da su biljke u siromašnom tlu konzumirale sav raspoloživi dušik, koji stvaraju bakterije, a prisutan je u tlu. No, postoji moguće rješenje ovog problema koje će pomoći astronautima da uspješno uzgajaju biljke na Marsu. U kopnenoj poljoprivredi mahunarke se često koriste kao “zelena gnojiva” – zaore se u zemlju, gdje se biljke raspadaju i oslobađaju uskladišteni dušik.
Dugotrajni uzgoj biljaka na Marsu
Prema pretpostavci autora, dugotrajni uzgoj mahunarki i njihovo zaoravanje u zemlju i dalje će moći obogatiti marsovski regolit s dovoljno dušika za rast biljaka.
Pridružite se raspravi u našoj Telegram grupi. KOZMOS Telegram-t.me/kozmoshr
Izvori:
• Colorado State University. (2021, October 1). Crops grow better in Mars soil when given good bacteria, study finds. New Atlas.
• Harris, F., Dobbs, J., Atkins, D., Ippolito, J. A., & Stewart, J. E. (n.d.). Soil fertility interactions with sinorhizobium-legume symbiosis in a simulated martian regolith; effects on nitrogen content and Plant Health. PLOS ONE.
• Rabie, P. (2021, September 29). This could be the plant that sustains early Mars colonies. Inverse.
• ScienceDaily. (2021, September 29). Clover growth in Mars-like soils boosted by bacterial symbiosis.
• Watts, J., & Phillips, S. (2021, September 30). Colorado scientists grow first plants from martian soil. Thred Website.
