Токсичный марсианский грунт станет плодородным благодаря грибам
Хотя выращивание урожая на Марсе с помощью грибов, возможно, находится в десятилетиях от нас, это не остановило международную группу ученых из Соединенных Штатов и Бразилии от продвижения границ повышения продуктивности сельского хозяйства с помощью нетрадиционных методов. В своих выводах, опубликованных в журнале Frontiers in Astronomy and Space Sciences, исследователи обсуждают, как тип грибов, называемый полезными грибами, мог бы быть использован для преобразования токсичного и лишенного питательных веществ лунного и марсианского реголита в биологически благоприятную почву для выращивания растений.
Полезные грибы — это виды грибов, способные обеспечивать круговорот питательных веществ для растений, почвы и других организмов. В рамках этого исследования ученые использовали обзорную статью, чтобы сосредоточиться на том, как лунный и марсианский реголит ограничен в жизненно важных питательных веществах для выращивания культур, а именно в азоте, калии и фосфоре, и как преодолеть это ограничение.
Исследователи обсудили, как было замечено, что несколько видов грибов на Земле способствуют росту растений за счет усиления поглощения питательных веществ, функционируя в условиях абиотического (небиологического) стресса, а также виды грибов, используемые на Международной космической станции.
Абиотический стресс выделяется особо, поскольку растения будут выращиваться на лишенных питательных веществ субстратах, таких как лунный и марсианский реголит. Чтобы преодолеть это, исследователи предлагают использовать арбускулярные микоризные грибы (AMF), которые применяются в ботанике с середины XIX века и действуют как микроскопическое расширение корневой системы растения.
Исследователи отмечают, что, хотя необходимы будущие исследования для устранения пробелов в знаниях о выращивании растений в реальных условиях, особенно на настоящем лунном и марсианском реголите, они выражают оптимизм, что грибы могут быть использованы для получения обильных урожаев с использованием лунного и марсианского реголита в будущем.
В заключении исследования говорится, что включение грибов, стимулирующих рост растений, в системы сельского хозяйства на основе лунного или марсианского реголита станет стратегическим улучшением для космического производства продуктов питания и создания поселений человека за пределами Земли. Такие грибы, как Trichoderma и различные AMF (Glomeromycota), выделяются своей способностью снимать абиотические стрессы, мобилизовать необходимые питательные вещества и потенциально улучшать физико-химическую структуру реголитовых субстратов.
Эти микроорганизмы представляют собой многообещающий биотехнологический инструмент для преобразования среды реголита (неорганического состава) и положительного воздействия на сконструированный микробиом, внедряемый в негостеприимные субстраты.
Использование лунного и марсианского реголита для выращивания культур — это практика, называемая использованием местных ресурсов на месте (in situ resource utilization, ISRU), также известная как «жизнь за счет земли». Она включает использование местных и доступных ресурсов для получения критически важных компонентов миссии без необходимости во внешних поставках.
В случае Луны и Марса использование доступного реголита, который полностью лишен питательных веществ для выращивания культур, и его сочетание с полезными грибами могло бы смягчить и, возможно, полностью исключить необходимость доставки почвы с Земли для выращивания продовольствия. Это могло бы радикально сократить финансовое и логистическое бремя доставки целых продовольственных запасов с Земли на Луну и Марс.
Использование местных ресурсов для будущих пилотируемых миссий на Луну и Марс является частью архитектуры NASA «От Луны к Марсу», причем это исследование добавляется к растущему списку работ, посвященных ISRU и, в частности, использованию лунного и марсианского реголита для выращивания культур. Совсем недавно исследователи объединили один грамм цианобактерий с имитатором марсианского реголита, чтобы вырастить 27 граммов ряски.
Исследование в журнале Frontiers in Astronomy and Space Sciences.