BodembacteriŽn zouden landbouw op Mars mogelijk kunnen maken

Mars biedt nogal onherbergzame leefomstandigheden. Landbouw zoals wij op aarde kennen is daar moeilijk, maar misschien niet onmogelijk: bodembacteriën zouden een toekomstige Marskolonie kunnen helpen met het opzetten van landbouwakkers.

Aardse bodembacteriën kunnen de groei van planten in de bodem van Mars verbeteren. Ze zouden hen voorzien van vitale stikstof, die niet beschikbaar is in de Mars-Regoliet, melden Amerikaanse onderzoekers in het vakblad "Plos One". De bacterie zou een goedkope manier kunnen zijn om de Marsbodem vruchtbaarder te maken in het geval van een langdurige kolonisatie om zo lokale voedselproductie mogelijk te maken. Regoliet is de naam die wordt gegeven aan het losse materiaal dat zich vormt door de verwering van het moedergesteente van rotsplaneten of bijvoorbeeld op de maan.

Gezien de klimaatverandering, mogelijke epidemieën of andere gebeurtenissen die de mensheid kunnen uitroeien, is het onwaarschijnlijk dat de mens een "one-planet species" kan blijven, schrijven de onderzoekers die samenwerken met Franklin Harris van de Colorado State University (VS). Om deze reden is het noodzakelijk om methoden te ontwikkelen die buitenaardse landbouw op andere hemellichamen, zoals Mars mogelijk maakt. De barre omstandigheden op Mars maken een mogelijke akkerbouw erg moeilijk. Het oppervlaktemateriaal van Mars mist veel van de voedingsstoffen die planten op aarde nodig hebben om te groeien, zoals bijvoorbeeld stikstof. Daarnaast is de atmosfeer dunner, de straling sterker en de temperaturen extremer.

Gebrek aan stikstof
In hun onderzoek pakten de onderzoekers het probleem van stikstofgebrek aan. Ze plantten gele zoete klaver (Melilotus officinalis) zowel in conventionele grond als in door de mens gemaakte regoliet. Vervolgens voegden ze aan de helft van de culturen stikstofbindende bacteriën (Sinorhizobium meliloti) toe. Dergelijke knobbelbacteriën zijn te vinden op de wortels van tal van plantensoorten op aarde, zoals erwten, bonen en klaver. Ze zijn in staat stikstof (N) uit de atmosfeer te binden en dit vervolgens in oplosbare vorm aan de planten ter beschikking te stellen. De bacteriën leven door stoffen die ze ontvangen van de planten.

De toevoeging van bacteriën verbeterde de plantengroei, vooral in de aardbodem, maar ook in de regoliet. De scheuten van planten in de grond met bacteriën waren 2,5 keer langer dan die zonder, en de biomassa van scheuten en wortels meer dan verdubbelde. In feite gingen de planten ook een gemeenschap aan met de bacteriën in de regoliet en vormden overeenkomstige knobbeltjes op hun wortels. Het aantal knobbeltjes in de regoliet was echter beduidend lager dan in de aardbodem: gemiddeld 14,5 tegenover 63.

Verder onderzoek nodig
De onderzoekers konden de stikstof niet terugvinden in de regoliet, vermoedelijk hadden de groeiende planten alle stikstof zelf opgebruikt. Bovendien trad er geen rotting op van de planten in de korte periode van de experimenten. De stikstof bleef in de wortels en kwam niet in het milieu terecht.

"Dit werk zal ons begrip van de interacties tussen planten en microben verbeteren en zal helpen om de regoliet op Mars meer op de terrestrische bodem te laten lijken", schrijven de onderzoekers. Voor de ontwikkeling van bruikbare "astro-landbouwtechnieken" zijn echter nog veel meer studies benodigd.

Volgens analyses van de Marsrovers mist de regoliet naast stikstof veel andere micronutriënten zoals koper, borium en molybdeen. In welke mate en hoe de dunne atmosfeer van Mars de plantengroei beïnvloedt, is nog onduidelijk. Bovendien bevat de atmosfeer slechts een fractie van de stikstof die in de aardse atmosfeer beschikbaar is voor stikstofbindende bacteriën - 1,2 versus 78 procent.