Kunnen planten groeien op Mars en maanbodemsimulanten?

Als we langere tijd willen wonen op de maan of op Mars dan moeten we daar ook ons voedsel verbouwen. Dit kan op twee manieren: In water, als aeroponics of als hydrocultuur, of in het zand (regolith) dat zowel op Mars als de maan aanwezig is. Wij zijn er vanuit gegaan dat je op reis zo min mogelijk mee wilt nemen en zoveel mogelijk gebruikt van wat er is, dat betekent dus zowel zand als water (ijs).

Eerste experiment op Mars- en maanbodemsimulant

Ons eerste experiment, en het allereerste experiment op deze manier en zeker op deze schaal, had als doel om te onderzoeken of voor veertien verschillende plantensoorten de zaden wilden kiemen en doorgroeien op door NASA nagemaakte Mars- en maanbodem. In dit experiment gebruiken we vier bekende direct eetbare gewassen, hoewel zaden van lupine en brandnetel ook eetbaar zijn. De keuze voor de klaversoorten was omdat zij met behulp van bacteriën stikstof binden uit de lucht. Stikstof, in de vorm van nitraat of ammonium is zeer zeldzaam in zowel de Mars- als maanbodem (en dus ook in de simulanten). De wilde planten kozen we omdat ze kunnen groeien onder moeilijke omstandigheden.

Omdat de simulanten zo weinig bruikbaar stikstof bevatten waren onze verwachtingen laag. Door alles in twintigvoud uit te voeren (heel veel) en per potje ook nog eens 5 zaden uit te leggen hoopten we dat er in ieder geval een paar zaden zouden kiemen. Dit levert 100 zaden per soort. Daarnaast hadden we drie bodems (Mars- en maansimulant en aardse controle) en veertien plantensoorten. Dat levert in totaal 840 potjes en 4200 zaadjes, die allemaal individueel zijn gevolgd.

Zaden oogsten

Binnen 24 uur gingen de eerste zaden kiemen (rogge en tuinkers) en binnen twee weken volgden alle plantensoorten. Na verloop van tijd ontstond er een duidelijk verschil. Op de maanbodemsimulant gingen de meeste kiemplanten dood of bleven ze klein. Op de Marsgrondsimulant en de aardse potgrond groeiden de planten wel door en vormden al snel bladeren. En toen werd het 5 mei. De dag ervoor waren er al knoppen zichtbaar in de tuinkers die niet op jonge bladeren leken. Terwijl de rest van Wageningen de bevrijding vierde gingen de eerste bloemen van de tuinkers op de Marsbodemsimulant bloeien. Daarna ging ook de rogge bloeien, waarbij er ook een plant op de maangrondsimulant probeerde te bloeien. Maar de dag voordat de bloem open zou gaan ging de plant dood.

Als planten bloeien wil je ook graag zaad hebben. Of omdat je de zaden eet, zoals bij rogge, of omdat je zaad nodig hebt voor de volgende generatie. Je wilt niet steeds weer opnieuw zaad invliegen. Maar voor zaad heb je bevruchting nodig en bevruchters zoals hommels of bijen. De kas waarin we werken is echter ‘insect proof’ en dus zijn er geen bevruchters. We hebben de bevruchting zelf gedaan met een kwastje en de pollen overgebracht van plant naar plant. Voor de windbestuiver rogge is dat niet gelukt, maar voor de tuinkers wel. Na vijftig dagen, aan het einde van het experiment, konden we samen met de biomassa zaden oogsten, wat veel meer was dan we aan het begin gedacht hadden.

Enige bloei op maan van Sinapsis arvensis

Planten groeien op Marsbodemsimulant

Tegen onze verwachting in blijkt het mogelijk om zonder extra toevoegingen planten te laten groeien en vermeerderen op de Marsbodemsimulant. De opbrengst was zelfs hoger en de resultaten vaak beter dan op de aardse controle, al was dat zeer voedselarm rivierzand. Op de maanbodemsimulant waren de resultaten duidelijk minder. Een van de grote problemen gedurende het experiment (in het bijzonder voor de maanbodemsimulant) was het water geven. Tweemaal per dag was niet genoeg, de bodems wilden slecht vocht vast houden en droogden zeker bij zonnig weer snel uit, wat niet bevorderlijk is voor de plantengroei. Iets om aan te werken dus.