Назад в Средневековье: растения на Марсе будут выращивать по древним технологиям
Создание космических ферм - одно из приоритетных направлений в НАСА. Поэтому астробиологи имеют множество идей, что именно надо выращивать на Красной планете. Также ученые изучают, какие методы посадки могут помочь повысить урожай на марсианских плантациях.
Эксперименты с помидорами, морковью и горохом показали, что у смешанного выращивания разных сельскохозяйственных культур есть большое будущее. Уже получены весьма интересные и обнадеживающие результаты. Они описаны в статье, которая вышла в журнале PLOS One 1 мая 2024 года.
Жизнь в теплицах
Как известно, атмосфера Марса примерно в 100 раз тоньше земной и в основном состоит из углекислого газа, азота и аргона. Следовательно, все будущие марсианские города будут находиться под куполами, больше похожими на теплицы, с атмосферой, близкой к земной, с правильным сочетанием кислорода, азота и углекислого газа.
"Лучшая «марсианская среда» на самом деле - это просто теплица с контролируемыми условиями, включая температуру, влажность и газы", - Ребека Гонсалвес, астробиолог из Вагенингенского университета, Нидерланды.
Чтобы провести исследование, Гонсалвес и ее помощники направились в университетские теплицы. Там они смоделировали условия, максимально близкие к марсианским. Почвой выступила имитация марсианского реголита - рыхлый и каменистый грунт, который покрывает практически всю Красную планету. В него были добавлены кусочки обычной земной почвы, чтобы лучше задерживалась вода и крепче фиксировались корни. В качестве контрольных образцов использовался стандартный земной грунт из земли и песка.
Крупный план выращивания марсианских помидоров (слева). Имитированный марсианский реголит с корневой системой
Новая марсианская троица
Горох, морковь и помидоры нидерландские ученые выбрали неслучайно. Эксперименты, проведенные другими учеными в 2014 году, показали, что вышеназванные растения могут расти в марсианском реголите.
Также целью исследования было проверить, насколько древние агрономические методы - использование растений-компаньонов и междурядье - могут помочь повысить урожай.
"Выбор гороха, помидоров и моркови был очевиден. Данные растения питательны и содержат повышенное количество антиоксидантов, витамина С и бета-каротина. Это очень важно, так как эти питательные и полезные вещества полностью теряются во время обезвоживания, которому подвергается вся пища, отправляющаяся в космос. Следовательно, производство свежих продуктов, содержащих эти вещества, будет обязательным в марсианской колонии", - астробиолог Ребека Гонсалвес.
Все три экспериментальных вида хорошо проявили себя при обработке марсианским реголитом. Здоровые марсианские помидоры (слева), морковь (посередине) и горох (справа)
Кроме того, данные растения - это компаньоны. Находясь рядом, они дополняют и усиливают друг друга. Горох традиционно считается основой системы междурядий. Он бобовый, а значит, способен удерживать азот, который превращается в аммиак. А он, в свою очередь, отличное питание для представителей флоры, да и удобрений требуется меньше.
"Морковь использовалась для аэрации почвы, что может улучшить усвоение воды и питательных веществ сопутствующими растениями, а помидоры использовались для создания тени для чувствительной к температуре моркови и для поддержки роста гороха", - Ребека Гонсалвес.
Работы непочатый край
К слову сказать, больше всех расти в компании понравилось помидорам. Томаты-компаньоны были заметно больше, чем тем, что выращивались отдельно. Также плоды содержали повышенное количество калия.
А вот моркови и гороху нахождение в тесном коллективе, да и еще в реголите, пришлось явно не по душе. По сравнению с тем, когда они росли поодиночке, урожайность их несколько снизилась. Впрочем, нидерландские биологи не унывают. В следующих экспериментах они планируют модифицировать способы обработки марсианского грунта, что, по их расчетам, поможет моркови и гороху плодоносить столь же успешно, как и помидоры.
"Тот факт, что система междурядий отлично сработала для одного вида, говорит о больших перспективах данной методики в будущем. Несомненно, теперь на ее основе возможно построить наши дальнейшие исследования", - астробиолог Гонсалвес.
Экспериментальная установка в теплице (слева). Горшки с марсианской, песчаной и земной почвой (справа)
Также очень интересно, что в контрольной группе, где использовался обычный песчаный земной грунт, уже два растения из трех дали повышенные урожаи. Это говорит о том, что система междурядий, которая активно применялась нашими предками еще в Средние века, будет актуальна и в земной агрономии. Климат меняется, почвы становятся более песчаными, и, возможно, смешивание культур поможет решить нам часть продовольственных проблем.
В будущих экспериментах исследователи рассчитывают найти рецепт «полностью самодостаточной системы, которая на 100% использует только местные марсианские ресурсы». Это поможет колониям на Марсе не зависеть от подвоза продовольствия с Земли. Также это позволит сэкономить просто огромное количество денег.
"Если удастся раскрыть секрет восстановления бедных почв при разработке высокоурожайной, самодостаточной системы производства продуктов питания - именно это и является целью исследований марсианского сельского хозяйства, - мы найдем решение многих проблем, с которыми сталкиваемся и здесь, на Земле", - Ребека Гонсалвес.
Ссылка.