Американские исследователи осуществили ряд экспериментов по выращиванию нута в условиях, имитирующих лунный грунт, с применением удобрений и арбускулярной микоризы. Эксперименты продемонстрировали, что данная смесь способствует цветению растений, однако у всех образцов обнаруживался дефицит хлорофилла.
Успешное освоение космоса требует не только высокотехнологичных кораблей, но и способности производить ресурсы вне Земли. Пополнение запасов с родной планеты, вероятно, будет нерентабельным и сложным. Растения в космосе могут стать источником кислорода и питания для космонавтов, сокращая расход продовольственных резервов и увеличивая длительность полетов.
Naked Science рассказывалВ лунный грунт возможно выращивание кресс-салата с некоторыми сложностями. Добавление определённых штаммов почвенных бактерий существенно увеличивает урожайность культур, произрастающих в лунном грунте.
Новое исследование, опубликованное на сайте bioRxiv, показало, что нут бараний (Cicer arietinumВ симуляции лунной почвы этот организм, культивируемый в ней, успешно выживает в течение двух недель. Такой результат достигнут за счет регенерации грунта арбускулярными микоризными грибами и удобрениями.
Лунный грунт плохо удерживает воду и не содержит микробиом почвы, необходимый для переработки питательных веществ и фиксации азота, без которого растения развиваются недостаточно хорошо. В экспериментах с имитацией марсианского и лунного грунтов первый всегда был значительно лучше. Из-за этого всхожесть в таком грунте ниже, чем, например, в марсианском.
Для выращивания культур на лунном грунте его необходимо удобрять. Такие эксперименты проводят на симуляциях лунного реголита, повторяющих геохимию, минералогию и размер частиц исходного грунта. Американские исследователи стремятся улучшить свойства лунного грунта с помощью арбускулярной микоризы и вермикомпоста — удобрения, которое богато питательными веществами, минералами и микробиомом.
Арбускулярные грибы уменьшают доступность тяжелых металлов для растений, не давая им усвоить их. Также эти грибы производят гломалин — гликопротеин, который объединяет минеральные частицы и стабилизирует почву.
В течение 120 дней исследователи выращивали нут на легкой речной системе при температуре около 23 градусов Цельсия. В восемь контейнеров посеяли нут: одну половину обработала арубскулярными грибами, другую — нет. Образцы смешали с вермикомпостом в соотношениях: 25% ВК + 75% ЛРС / 50% ВК + 50% ЛРС / 75% ВК + 25% ЛРС / 100% ЛРС.
За первую неделю учёные зафиксировали уплотнение грунта, а через 16 дней все семена проросли. Рост состава ЛРС связывали с усилением признаков стресса — образец без вермикомпоста показал наибольший рост на стадии всходов. Предыдущие исследования указывали, что подобное поведение приводит к раннему старению растений. Учёные объяснили это реакцией на стресс.
К десятой неделе группа без обработки микоризой начала увядать, а обработанная — цвести. Этот нут жил в среднем на две недели дольше, чем растения с концентрацией ЛРС 100%, которые состарились. Полнозрелость культур наступила через 120 дней вместо обычных 100. Все растения показали признаки дефицита хлорофилла. Ученые отметили, что результат говорит о том, что добавки арбускулярной микоризы и смесь лунного грунта с удобрением могут помочь в улучшении пригодности лунного реголита для произрастания растений.
Применение вермикультуры интересно тем, что возможно и в космосе, на станции или Луне. Это уменьшает необходимость миссий по обновлению запасов, — заявила автор статьи Джессика А. Аткин.