Если человечество когда-нибудь создаст долгосрочные базы на Луне, ему понадобится постоянный источник пищи. Однако непрактично думать, что вы можете посадить кукурузу или пшеницу в простой лунной почве в теплицах на Луне и ожидать небывалого урожая – или вообще какого-либо урожая.
Но ученые предпринимают шаги к тому, чтобы сделать лунное сельское хозяйство реальной возможностью. В четверг исследователи заявили, что нашли способ сделать негостеприимную лунную почву плодородной, внедрив бактерии, которые повышают доступность фосфора, важного питательного вещества для растений.
Они провели эксперименты по выращиванию родственника табака, используя искусственную лунную почву, более правильно называемую лунным реголитом, в лаборатории в Китае. Они обнаружили, что такая почва, обработанная тремя видами бактерий, дает растения с более длинными стеблями и корнями, а также более тяжелыми и широкими гроздьями листьев по сравнению с той же почвой без микробов.
Действие бактерий, по словам исследователей, сделало почву более кислой. В результате среда с низким pH привела к растворению нерастворимых фосфатсодержащих минералов и высвобождению содержащегося в них фосфора, увеличивая доступность фосфора для растений.
«Важность этих результатов заключается в том, что мы сможем использовать эти микробы, чтобы превратить лунный реголит в биологически чистый субстрат для выращивания растений в будущих лунных теплицах», — сказал исследователь Итун Ся из Китайского сельскохозяйственного университета в Пекине. ведущий автор исследования, опубликованного в журнале Communications Biology.
В исследовании, опубликованном в прошлом году, исследователи из Соединенных Штатов выращивали цветущий сорняк под названием Arabidopsis thaliana в 12 контейнерах размером с напёрсток, каждый из которых содержал грамм настоящей лунной почвы, собранной во время миссий НАСА более полувека назад.
Арабидопсис, также называемый кресс-салатом, — растение, широко используемое в научных исследованиях. В этом исследовании арабидопсис действительно рос, но не так сильно в лунной почве, как в вулканическом пепле Земли, использованном для сравнительных целей, что позволяет предположить, что лунной почве может понадобиться небольшая помощь, чтобы стать более плодородной.
Новое исследование касалось бенты, научное название Nicotiana benthamiana, еще одного растения, часто используемого в исследованиях.
В исследовании использовался смоделированный реголит, а не настоящий, поскольку настоящего лунного грунта, как можно было догадаться, на Земле не хватает. Исследователи использовали вулканический материал из гор Чанбай в китайской провинции Цзилинь, чтобы создать почву, химические и физические свойства которой аналогичны лунному реголиту.
В исследовании использовались три бактерии: Bacillus mucilaginosus, Bacillus megaterium и Pseudomonas fluorescens. Исследователи протестировали и другие бактерии, но они не оказали такого же положительного эффекта.
«Учитывая огромный научный и экономический потенциал Луны, в будущем нам потребуется создавать обитаемые лунные базы. Но как обеспечить членов экипажа едой, кислородом и водой? Конечно, мы можем доставить их на Землю». Теплица для выращивания растений на Луне могла бы значительно снизить потребность в транспортировке Земля-Луна", - сказал Ся.
Система выращивания растений на Луне может помочь удовлетворить долгосрочные потребности экипажей в пище и кислороде, добавил Ся. Растения производят кислород как побочный продукт фотосинтеза — биологического процесса, в ходе которого они превращают солнечный свет в энергию.
«У нас есть несколько способов выращивать растения на Луне, включая транспортировку садовой почвы на Луну, создание гидропонной системы (выращивание растений без почвы) или использование заменителей почвы, таких как гидрогели (гели, жидким компонентом которых является вода). Методы не требуют лунного грунта, но все они требуют огромной грузоподъемности ракет, что делает эти планы очень дорогими», — сказал Ся.
«Напротив, наша технология, которая представляет собой своего рода использование ресурсов на месте, применяет микробное улучшение лунной почвы, делая ее более плодородной и пригодной для выращивания растений», — добавил Ся. «Наше исследование достигло той же цели с гораздо меньшим потреблением пропускной способности по сравнению с другими планами».
