Povežite se s nama

Pretražite Kozmos

Svemir

Kako će simbiotske bakterije pomoći uzgoju biljaka na Marsu

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.

Nastavak teksta je ispod oglasa.

Pronađeni neobični 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.

Nastavak teksta je ispod oglasa.

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.

Evo eksperimenta koji treba pronaći način da kolonizatori uzgajaju biljke na Marsu. Obje su biljke uzgojene na umjetnom tlu Marsa-lijeva je tretirana bakterijama koje učvršćuju dušik, a desna nije.Izvori: Državno sveučilište Colorado

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.

Nastavak teksta je ispod oglasa.

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

Nastavak teksta je ispod oglasa.

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:

Nastavak teksta je ispod oglasa.

• 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.

Pročitaj više

Jeste li znali?

Znanstvenici su stvorili biokompozitni materijal koji bi se mogao koristiti za izgradnju kuća na Marsu i Mjesecu. Proteini iz ljudske krvi mogu, u kombinaciji...

Svemir

U nekim područjima Ryugua može postojati sitnozrnata (manje od 45 mikrometara) prašina koja je dio zrnatog regolita asteroida. Podaci japanske međuplanetarne stanice Hayabusa2 ukazuju...

Svemir

Jedna studija objavljena u časopisu Geology sugerira da Mjesec ima aktivan tektonski sustav i možda nije toliko neaktivan kako se u početku mislilo. Sustav...

Oglas