Если однажды человечество решит расширить свои границы в Солнечной системе и основать колонию на Марсе, то использование марсианской почвы и воды для выращивания пищи станет одним из его главных приоритетов. И хотя научно-фантастические фильмы, такие как "Марсианин" с Мэттом Дэймоном в роли застрявшего ученого, могут заставить вас поверить, что картофель является ключом к открытию этого будущего, новое исследование утверждает, что на самом деле люцерна должна занять центральное место.
"Низкое содержание питательных веществ в марсианской почве и высокая соленость воды делают их непригодными для прямого использования для разведения продовольственных культур на Марсе", - пишут исследователи в своей статье, опубликованной в журнале PLOS ONE. "Поэтому очень важно разработать стратегии по увеличению содержания питательных веществ в марсианской почве и опреснению соленой воды для долгосрочных миссий ".
Марсианская почва очень похожа на богатые железом, базальтовые, вулканические почвы на Земле, только без органических веществ и с небольшим содержанием воздуха и воды (2% против 50% на Земле). Чтобы выяснить, что лучше всего растет в таких условиях, исследователи использовали приближенную к марсианской почву с мелко измельченными базальтовыми породами. Затем были посажены семена репы, салата, редиса и люцерны - всех растений, которые не требуют особого ухода и воды для роста.
Помимо проращивания молодых ростков под лампами, исследовательская группа поливала их собственной версией искусственной марсианской воды. Хотя сегодня Марс выглядит пыльной пустошью, большая его часть когда-то была покрыта океаном. По некоторым оценкам, до 30%-99% его объема все еще может быть заперто во льдах на полюсах или глубоко в подземных соленых резервуарах.
Чтобы снизить содержание соли в любой воде, собранной на Марсе, исследовательская группа сначала ввела морскую бактерию Synechococcus, хорошо известную своей способностью опреснять воду с высокой соленостью. Затем соленая вода многократно фильтровалась через слой вулканических пород базальтового типа для получения пресной воды, необходимой для выращивания растений.
Выращивание марсианского сада
На первом этапе эксперимента люцерна была единственным растением, которое смогло вырасти почти таким же здоровым, как контрольная группа, посаженная в садовую почву. Напротив, растения репы были низкорослыми и менее здоровыми, чем их коллеги из контрольной группы. Как только исследователи измельчили урожай люцерны и внесли его в марсианскую почву, питательные вещества и органические вещества позволили другим растениям процветать.
"Рост растений репы увеличился до 190% в почве, обработанной люцерной", - пишут исследователи. "Растения репы произвели здоровые луковицы в почве, обработанной люцерной". Биомасса луковиц редиса (311%) и листьев салата (79%) значительно увеличилась по сравнению с биомассой при выращивании в необработанной имитационной почве".
Для тех, кто занимается сельским хозяйством на Земле, новость о том, что люцерна может быть полезна для улучшения почвы Марса, скорее всего, не удивительна. Это растение - широко распространенная покровная культура, известная высоким содержанием азота и минералов, таких как фосфор, калий, кальций, сера, магний, бор, железо и цинк. Не исключено, что однажды марсианские фермеры, находящиеся глубоко под землей или в специально оборудованных местах обитания, засеют поля люцерны, чтобы заложить основу для будущих кукурузы, пшеницы или других жизнеобеспечивающих культур.
Что касается исследовательской группы, то они отмечают, что еще многое предстоит сделать, прежде чем такие видения однажды станут реальностью. Во-первых, их искусственный марсианский грунт не является точной копией настоящего. В отличие от вулканической породы на Земле, марсианская почва содержит большое количество токсичных перхлоратных солей. Добавление перхлоратов в имитатор почвы, а затем их уменьшение или устранение, либо с помощью полезных бактерий, либо путем фильтрации, может стать предметом будущих экспериментов. Тем не менее, они пришли к выводу, что люцерна является многообещающим дополнением к нашим амбициям по освоению межпланетных пространств.
"Это исследование показывает, что для долгосрочных целей", - пишут они, - "можно обрабатывать in situ почву и водные ресурсы для ведения сельского хозяйства на Марсе для поддержания человеческих миссий и постоянных поселений".
