Вчені випробували мікробіологічний метод перетворення місячного ґрунту на субстрат для вирощування рослин. За результатами дослідів за допомогою бактерій вдалося підвищити родючість місячного реголіту та виростити у ньому розсаду.
З попередніх досліджень відомо, що хоча місячний грунт можна використовувати для вирощування крес-салату (Arabidopsis thaliana), в ньому не вистачає необхідного культур азоту, а фосфор міститься в нерозчинній формі, яка не засвоюється рослинами. У результаті картопля і томат на імітаціях місячного ґрунту, зроблених на зразок реального реголіту, показали дуже погану врожайність набагато нижче, ніж на імітації марсіанського аналога.
Щоб у майбутньому стало можливим створення баз на природному супутнику Землі, потрібно знайти способи покращити родючість місячного ґрунту за рахунок зміни його фізико-хімічних властивостей.
Команда вчених з Китайського сільськогосподарського університету вирішила за допомогою особливих мікроорганізмів — фосфат-солюбілізуючих бактерій — перетворити нерозчинний фосфор у зразках ґрунту, що копіює місячний реголіт, на розчинну форму, що легко засвоюється рослинами.
Для дослідження, результати якого опублікував журнал Communications Biology, взяли п’ять штамів: Bacillus mucilaginosus, Bacillus megaterium, Bacillus subtilis, Bacillus licheniformis та Pseudomonas fluorescens. Грунтом послужила імітація місячного реголіту на основі вулканічного шлаку, який за мінеральним складом та фізико-хімічними властивостями схожий на зразки, доставлені в рамках місії «Аполлон-14» . Вчені використовують подібний матеріал у більшості таких наукових праць, оскільки кількість справжнього місячного ґрунту обмежена.
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, найсильніше проявили необхідні фосфат-солюбілізуючі властивості.
Nicotiana benthamiana , вирощена в різних варіантах субстрату (нижні чотири ряди – після обробки бактеріями, верхні два – контрольні зразки) / ©
Yitong Xia, et al.
Виявилося, що після додавання B. mucilaginosus кількість розчинного фосфору у зразках збільшилася приблизно на 214% на десятий день експерименту порівняно з вихідним рівнем. У випадках зі штамами B. megaterium і P. fluorescens зростання склало 234% і 247% на 21-й день експерименту відповідно. У той же час бактерії B. subtilis та B. licheniformis продемонстрували погані результати.
На наступному етапі вчені розглянули, як зростатиме насіння родинної тютюну культури Nicotiana benthamiana в імітації місячного ґрунту. З’ясувалося, що у рослин, які висадили в субстрат, попередньо оброблений B. mucilaginosus, B. megaterium та P. fluorescens протягом 18 днів, вміст хлорофілу на 24-й день зростання був на 104% вище, ніж у зразків із контрольної групи, вирощених у субстраті з мертвими бактеріями. Крім того, у розсади Nicotiana benthamiana з першої групи після шести днів росту були довші за стебла і коріння, а на 24-й день рослини відрізнялися великими діаметром і кількістю листків порівняно 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 в подальшому покращити зростання висаджених у такий ґрунт рослин. Їхні результати можуть стати технічним фундаментом для майбутніх проектів з вирощування культур на місячних базах.
