Pferde haben pflichtbewusst zu den Bemühungen der Menschheit beigetragen, den Mond und den Mars zu kolonisieren, indem sie Dünger für ein Experiment zum Anbau von Nahrungsmitteln lieferten.
Forscher in Italien sagen, dass sich die Weltraumforschung auf die Entwicklung bioregenerativer Lebenserhaltungssysteme konzentriert, um bemannte Missionen zum Mond oder Mars zu ermöglichen.
Ein wichtiger Aspekt dieser Arbeit dreht sich um die Fähigkeit, Nahrungspflanzen aus den Ressourcen zu produzieren, die beispielsweise auf Mond und Mars verfügbar sind, unter Hinzufügung von lokal produzierten recycelten organischen Abfällen.
Eine wichtige Frage betrifft die Eignung von Mond- und Marsböden – bekannt als Regolithe (das lose, unverfestigte Gestein und der Staub, die auf dem Grundgestein sitzen) – für das Pflanzenwachstum. Wissenschaftler müssen insbesondere verstehen, wie ihre Wachstumsleistung durch die Zugabe von organischem Material aus Besatzungsabfällen beeinflusst wird.
Antonio Caporale und seine Kollegen von der Universität Neapel Federico II und der Universität Basilicata sind dieser Frage in einer Studie nachgegangen, die gerade in der Zeitschrift veröffentlicht wurde Pflanzen.
Das Forschungsteam produzierte Mond- und Marsbodenimitationen – eine Sammlung von terrestrischen Gesteinssplittern, die gebaut wurden, um die physikalischen und chemischen Eigenschaften fremder Böden nachzuahmen – um ihre Fähigkeit zu testen, Pflanzen anzubauen.
Diese fabrizierten Böden, die aus Informationen früherer Missionen zusammengestellt wurden, waren extrem arm an Nährstoffen und organischem Material, wie es auf dem Mond und dem Mars der Fall wäre.
Sie testeten die Fähigkeit dieser Bodenersatzstoffe, 30 Tage lang Salat anzubauen, und fügten eine Mischung aus Pferde- und Schweinemist als Ersatz für das, was Astronauten tun, hinzu.
Der Dünger wurde dem Boden in unterschiedlichen Raten zugesetzt, um die Wachstumsleistung zu bewerten, einschließlich der Bioverfügbarkeit von Nährstoffen in den Boden/Dünger-Mischungen nach dem Pflanzenwachstum.
Die Forscher fanden heraus, dass ihre Mars- und Mondböden das Pflanzenwachstum auch ohne Dünger unterstützen konnten, aber die Zugabe von Gülle die ober- und unterirdische Pflanzenbiomasse erheblich verbesserte.
Steigende Düngerraten stimulierten das Wachstum der mikrobiellen Biomasse und enzymatische Aktivitäten, was wiederum die Bioverfügbarkeit der Nährstoffe förderte.
„Folglich wurde die Nährstoffaufnahme und -übertragung auf die Salatblätter durch die Zufuhr von Gülle verbessert, was sich positiv auf den Nährwert von essbarer Biomasse für Raumfahrer auswirkte“, sagte das Forschungsteam.
Die beste Wachstumsreaktion der Kultur wurde mit einer Mischung aus 70 % Erde und 30 % Gülle erzielt. Sie stellten fest, dass dies auch eine nachhaltigere Option als eine 50:50-Mischung für bioregenerative Lebenserhaltungssysteme wäre, die darauf ausgelegt sind, Nahrungspflanzen aus lokalen Ressourcen zu produzieren.
Zusammenfassend sagten die Forscher, dass ihre Studie gezeigt habe, dass die Nachahmung von Mars- und Mondböden das Pflanzenwachstum unterstützen kann – zumindest Blattgemüse wie Salat – auch ohne Dünger.
Sie warnten jedoch davor, dass diese Böden mehrere Eigenschaften haben, die das Pflanzenwachstum behindern können, wie z. B. ein alkalischer pH-Wert und geringe Mengen an leicht bioverfügbaren Nährstoffen. Auch die Wasserhaltekapazität kann ein Problem darstellen.
Die Zugabe von stabilisiertem organischem Material – der Gülle – reduzierte diese negativen Eigenschaften und verbesserte die Fähigkeit des Bodens, das Pflanzenwachstum zu unterstützen, erheblich.
Die Autoren sagten, dass zur Beurteilung der Machbarkeit dieser mit Gülle modifizierten Mond- und Marsböden für das Pflanzenwachstum im Weltraum die Ergebnisse in Folgeexperimenten unter Mikrogravitation validiert werden müssen.
Der Mangel an Schwerkraft kann die Wasserbewegung und die Dynamik des Boden-/Pflanzensystems beeinflussen, sagten sie, einschließlich der Abbaurate organischer Stoffe, der Biogeochemie und der Bioverfügbarkeit von Nährstoffen und folglich des Pflanzenwachstums, der Physiologie und der Gesundheit.
„Die Überwachung von Fruchtbarkeit, Merkmalen und Terraforming-Prozessen, die im Laufe der Zeit in den mit Dung modifizierten Mond- und Marsböden unter aufeinanderfolgenden Anbauzyklen verschiedener Pflanzenarten stattfinden, ist von größter Bedeutung, um die wissenschaftlichen Erkenntnisse über nachhaltige Nahrungsmittelproduktionssysteme im Weltraum zu erweitern. “ sagte.
Das Forschungsteam umfasste Caporale, Luigi Duri, Stefania De Pascale, Giuseppe Di Rauso Simeone, Mario Palladino, Antonio Pannico, Maria Rao, Youssef Rouphael und Paola Adamo, die alle mit der Universität von Neapel Federico II in Portici verbunden sind; und Mariana Amato und Rocco Bochicchio, mit der Universität Basilikata in Potenza.
Caporale, AG; Amato, M.; Duri, LG; Bochicchio, R.; DePascale, S.; Simeone, DDR; Palladino, M.; Pannico, A.; Rao, MA; Rouphael, Y.; Adamo, P. Können Mond- und Marsböden die Produktion von Nahrungspflanzen unterstützen? Auswirkungen der Befruchtung mit Pferde-/Schwein-Monogastrist auf die enzymatische Aktivität von Regolith-Simulanzien, die Bioverfügbarkeit von Nährstoffen und das Salatwachstum. Pflanzen 2022, 11, 3345. https://doi.org/10.3390/plants11233345
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