Древние методы ведения сельского хозяйства могут помочь выжить будущим людям на Марсе

Этот древний сельскохозяйственный прием может повысить урожайность некоторых растений на Красной планете.

У NASA большие планы на космические фермы, и астробиологи предлагают множество идей о том, какие культуры лучше всего выращивать на Марсе. Чтобы оптимизировать работу этих будущих внеземных ферм, учёные также изучают, какие методы посадки могли бы повысить потенциальную урожайность на Красной планете. Некоторые новые эксперименты с томатами , морковью и горохом показали, что совместное выращивание различных культур может повысить урожайность некоторых растений в определённых марсианских условиях. Эти результаты также могут иметь значение для жизни на Земле и описаны в исследовании, опубликованном 1 мая в журнале PLOS One .

Чтобы будущие люди могли выживать на Марсе в течение длительного времени, им понадобится питательная пища. Хотя история о том, как фальшивый астронавт Марк Уотни выращивал картофель в научно-фантастическом романе и фильме «Марсианин», была увлекательной и познавательной, настоящим астронавтам следует иметь доступ к полезным ресурсам с планеты Земля для выращивания продуктов питания в будущих поселениях на Марсе.

Чтобы понять, как это лучше всего сделать, учёным на Земле необходимо смоделировать уникальные условия Красной планеты. Атмосфера Марса примерно в 100 раз тоньше земной и состоит в основном из углекислого газа, азота и аргона. Целые марсианские колонии в будущем придётся размещать в контролируемых замкнутых пространствах, подобных теплицам, с атмосферой, подобной земной, с правильным соотношением кислорода, азота и углекислого газа.

«Лучшая «марсианская среда» на самом деле — это просто теплица с контролируемыми условиями, включая температуру, влажность и газы», — рассказала  Ребека Гонсалвес (Rebeca Gonçalves), соавтор исследования и астробиолог из Университета и исследовательского центра Вагенингена в Нидерландах .

В этом исследовании Гонсалвес (Rebeca Gonçalves) и ее команда использовали университетские теплицы для моделирования условий выращивания на Марсе. Они проверили, как растения растут в искусственном марсианском реголите – рыхлом и каменистом грунте, покрывающем планету. В качестве контрольной группы использовались горшки со стандартной почвой и песком. В образцы песка и марсианского реголита также добавлялись частицы органической земной почвы и другие питательные вещества для улучшения влагоудержания и укрепления корней.

Для растений на этой искусственной марсианской ферме команда выбрала горох, морковь и помидоры. Исследование 2014 года показало, что все три вида способны расти в марсианском реголите. По словам Гонсалвес (Rebeca Gonçalves), знание о способности этих растений расти было ключевым, поскольку они искали ответ на другой вопрос. Они хотели узнать, как использовать растения-компаньоны и совмещение культур – древний метод посадки, при котором два или более растений выращиваются рядом – для повышения урожайности. Эти три вида также могут играть важную роль в питании в будущем. 

«Их выбрали за их питательную ценность: они богаты антиоксидантами, витамином С и бета-каротином», — говорит Гонсалвес ( Gonçalves). «Это важно, поскольку все эти питательные вещества полностью теряются при дегидратации продуктов , которая является основным методом, используемым нами для доставки продовольствия в космические миссии. Поэтому производство свежих продуктов, содержащих эти питательные вещества, является обязательным условием для марсианской колонии».

Эти культуры также являются сопутствующими видами, обладающими взаимодополняющими признаками . Горох считается основным участником системы смешанных культур, поскольку относится к бобовым, способным «фиксировать» азот. При азотфиксации некоторые растения и бактерии способны преобразовывать азот из воздуха в форму аммиака, которую растения могут использовать для питания. Это, в свою очередь, приносит пользу другим растениям и снижает потребность в удобрениях. По словам Гонсалвес (Gonçalves), это оптимизирует ресурсы, необходимые для роста растений на Красной планете.

«Морковь использовалась для аэрации почвы, что может улучшить усвоение воды и питательных веществ растениями-компаньонами, а помидоры использовались для создания тени для чувствительной к температуре моркови и в качестве опоры для вьющегося гороха», — говорит Гонсалвес (Gonçalves).

Все три вида довольно хорошо росли в марсианском реголите, давая чуть более полуфунта продукции с минимальным добавлением питательных веществ. Помидоры росли лучше, когда их выращивали рядом с горохом и морковью в смешанной культуре, чем контрольные помидоры, которые выращивали отдельно. При таком выращивании у помидоров была более высокая биомасса и, кроме того, в них содержалось больше калия. 

Однако совмещение культур в этом реголите, по-видимому, снизило урожайность моркови и гороха . Эти растения росли лучше по отдельности. В будущих экспериментах команда надеется, что некоторые изменения в обработке имитированного марсианского реголита могут способствовать повышению урожайности при совмещении культур, что позволит получать столь же высокие урожаи моркови и гороха.

«Тот факт, что это действительно хорошо сработало для одного из видов, стал большой находкой, на основе которой мы теперь можем построить дальнейшие исследования», — говорит Гонсалвес (Gonçalves).

Команда также была удивлена ​​тем, как совмещение культур показало преимущество в контрольной группе с песчаной почвой. Оно принесло пользу двум из трёх видов растений, и это открытие может быть применено к сельскохозяйственным системам на Земле . Изменение климата делает некоторые почвы более песчаными , и данное исследование является частью продолжающихся исследований, направленных на изучение того, как совмещение культур может помочь в решении этой проблемы .

В будущих исследованиях команда надеется выяснить, как создать «полностью самодостаточную систему, использующую 100% местных ресурсов Марса». Это поможет сделать будущие колонии более финансово жизнеспособными и менее зависимыми от миссий по снабжению.

Laura Baisas “Ancient farm practice could help sustain future humans on Mars”

Перевод статьи «Ancient farm practice could help sustain future humans on Mars» автора Laura Baisas, оригинал доступен по ссылке. Лицензия: CC BY. Изменения: переведено на русский язык