Вчені випробували мікробіологічний метод перетворення місячного грунту в субстрат для вирощування рослин. За результатами дослідів за допомогою бактерій вдалося підвищити родючість місячного реголіту і виростити в ньому розсаду.
Сходи Nicotiana benthamiana в субстраті, що імітує місячний реголіт / © Yitong Xia, et al.
З попередніх досліджень відомо, що хоча місячний грунт можна використовувати для вирощування крес-салату (Arabidopsis thaliana), в ньому не вистачає необхідного культурам азоту, а фосфор міститься в нерозчинній формі, яка не засвоюється рослинами. В результаті картопля і томат на імітаціях місячного грунту, зроблених за зразком реального реголіту, показали дуже погану врожайність — набагато нижче, ніж на імітації марсіанського аналога.
Щоб в майбутньому стало можливе створення баз на природному супутнику Землі, потрібно знайти способи поліпшити родючість місячного грунту внаслідок зміни його фізико-хімічних властивостей.
Команда вчених з Китайського сільськогосподарського університету вирішила за допомогою особливих мікроорганізмів — фосфат-солюбілізуючих бактерій — перетворити нерозчинний фосфор в зразках грунту, що копіює місячний реголіт, в розчинну форму, яка легко засвоюється рослинами.
Для дослідження, результати якого опублікував журнал Communications Biology, взяли п’ять штамів: Bacillus mucilaginosus, Bacillus megaterium, Bacillus subtilis, Bacillus licheniformis і Pseudomonas fluorescens. Грунтом послужила імітація місячного реголіту на основі вулканічного шлаку, який за мінеральним складом і фізико-хімічними властивостями схожий зі зразками, доставленими в рамках місії «Аполлон-14». Вчені використовують подібний матеріал в більшості таких наукових робіт, оскільки кількість справжнього місячного грунту обмежена.
- Вчені знайшли новий засіб боротьби з вірусами
- Археологи пояснили, чому древній бетон досі зберігся і міцніший сучасного
- Математики побачили приховану геометрію життя
За підсумками 21-денного експерименту з культивування мікроорганізмів із застосуванням методу струшування колби дослідники оцінили динаміку вмісту фосфору в субстраті для вирощування рослин і відібрали три види бактерій, які найсильніше проявили потрібні фосфат-солюбілізуючі властивості.
Виявилося, після додавання B. mucilaginosus кількість розчинного фосфору в зразках збільшилася приблизно на 214% на десятий день експерименту в порівнянні з вихідним рівнем. У випадках зі штамами B. megaterium і P. fluorescens зростання склало 234% і 247% на 21-й день експерименту відповідно. Водночас бактерії B. subtilis і B. licheniformis продемонстрували погані результати.
Розсада Nicotiana benthamiana, вирощена в різних варіантах субстрату(Нижні чотири ряди – після обробки бактеріями, верхні два-контрольні зразки) / © Yitong Xia, et al.
На наступному етапі вчені розглянули, як будуть рости насіння спорідненої тютюну культури Nicotiana benthamiana в імітації місячного грунту. З’ясувалося, що у рослин, які висадили в субстрат, попередньо оброблений B. mucilaginosus, B. megaterium і P. fluorescens протягом 18 днів, вміст хлорофілу на 24-й день зростання було на 104% вище, ніж у зразків з контрольної групи, вирощених в субстраті з мертвими бактеріями. Крім того, у розсади Nicotiana benthamiana з першої групи після шести днів зростання були довші стебла і коріння, а на 24-й днів рослини відрізнялися великими діаметром і кількістю листочків в порівнянні з контрольними зразками.
Таким чином, вчені показали, що обробка за допомогою бактерій B. mucilaginosus, B. megaterium і P. fluorescens здатна підвищити родючість місячного реголіту і надалі поліпшити зростання висаджених в такий грунт рослин. Їх результати можуть стати технічним фундаментом для майбутніх проектів з вирощування культур на місячних базах.