Нут на Луне: ученые выращивают продукты питания в имитации лунного грунта
Нут может оказаться в меню, когда люди вернутся на Луну в рамках миссии NASA «Артемида».
Долгосрочное пребывание на Луне сопряжено с множеством проблем, связанных с обеспечением жизнедеятельности человека — от строительства жилых модулей до сбора воды и выращивания продуктов питания.
Привезти с собой почву с Земли невозможно, поэтому астронавтам придется использовать доступные ресурсы, такие как лунный реголит — рыхлый, раздробленный скальный материал, покрывающий поверхность Луны.
«Чтобы вернуть людей на Луну и обеспечить присутствие человека на спутнике Земли, мы должны максимально использовать имеющиеся ресурсы и применять лунный реголит (ЛР) и регенеративные процессы для создания устойчивого субстрата для выращивания сельскохозяйственных культур», — пишут авторы исследования, опубликованного в журнале Scientific Reports.
«Использование литорального слоя в качестве единственной среды для выращивания сопряжено с трудностями из-за содержания токсичных [тяжёлых] металлов, воздействия космического и солнечного излучения, отсутствия органических материалов, ризосферных [корневых] микроорганизмов и плохих структурных свойств.
«Однако LR содержит необходимые для роста растений питательные вещества, в том числе фосфор (P), калий (K), кальций (Ca), магний (Mg) и железо (Fe). Кроме того, кремний (Si) и титан (Ti), которых много в LR, могут быть полезны для растений, поскольку повышают их структурную целостность и устойчивость к стрессу».
«Ключевого питательного вещества, азота (N), не хватает, и его необходимо добавлять».
Хотя лунный реголит содержит необходимые питательные вещества, по словам исследователей, большинство из них связаны в минеральные формы, которые не так легко усваиваются растениями.
«Цель исследования — понять, возможно ли выращивать сельскохозяйственные культуры на Луне», — говорит соавтор исследования Сара Сантос из Института геофизики Техасского университета, США.
«Как превратить этот реголит в почву? Какие природные механизмы могут привести к такому преобразованию?»
Сантос и его коллеги выращивали нут в смеси из биогумуса — побочного продукта жизнедеятельности красных калифорнийских червей, богатого необходимыми для растений питательными веществами, минералами и микроорганизмами, — и грунта, состав которого был приближен к составу лунных образцов, привезенных астронавтами «Аполлона».
Ученые покрыли нут микоризными грибами, которые проникают в корни сосудистых растений и помогают усваивать питательные вещества из почвы, снижая при этом поглощение тяжелых металлов.
Они обнаружили, что из смесей, содержащих до 75% лунного грунта, можно успешно выращивать нут.
«Несмотря на многообещающие результаты, у всех растений наблюдались признаки стресса, в том числе дефицит хлорофилла, замедление роста, уменьшение площади листьев и ограниченное ветвление побегов», — предупреждают они.
Растения, подвергшиеся стрессу и зараженные грибками, выжили дольше, чем те, которые не подвергались стрессу. Грибки также прижились и выжили в имитации лунного реголита, что позволяет предположить, что их нужно будет заселить только один раз.
Исследователи еще не пробовали ни один из собранных образцов нута…
Остаются вопросы о его вкусовых качествах, питательной ценности и безопасности.
«Мы хотим понять, можно ли использовать их в качестве источника пищи, — говорит первый автор исследования Джессика Аткин из Техасского университета A&M. — Насколько они полезны? Содержат ли они питательные вещества, необходимые астронавтам? Если их нельзя есть, то через сколько поколений они станут безопасными?»
По словам исследователей, перед ними стоят серьезные задачи, в том числе «оптимизация процессов подготовки реголита, смягчение стрессовых реакций растений и изучение долгосрочных взаимодействий между почвенными микроорганизмами и растениями в лунных условиях».
«Будущие исследования могут опираться на этот фундамент, повышая плодородность и устойчивость реголита, изучая различные системы выращивания сельскохозяйственных культур для обеспечения устойчивого производства продуктов питания для лунных миссий, а также проводя микробиологический анализ ризосферы и основных видов почвенных организмов на уровне сообществ», — пишут они.
«Наш подход позволяет превратить проблемы, связанные с использованием лунного реголита, в возможности для создания устойчивой лунной среды обитания».
Больше на COSMOFACT
Подпишитесь, чтобы получать последние записи по электронной почте.
