Eerste experiment

Eerste experiment: Kunnen planten groeien op Mars en maanbodemsimulanten?

Als we langere tijd willen wonen op de maan of op Mars dan zullen we daar ook ons voedsel moeten verbouwen. Voedsel verbouwen kan grofweg op twee manieren: 1. In water, als aeroponics of als hydrocultuur, of 2. In het zand (regolith) dat zowel op Mars als de maan aanwezig is. Wij zijn er vanaf het begin vanuit gegaan dat je op reis zo min mogelijk mee wilt nemen en zoveel mogelijk gebruiken 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 zowel door NASA nagemaakte Mars- en maanbodem. Voor Mars is dit het Mars JSC 1A, dat komt van een vulkaan op Hawaii en voor de maan het JSC 1A dat uit een woestijn uit Arizona komt. In dit experiment maar 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 kunnen 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 waren gekozen omdat ze kunnen groeien onder moeilijke omstandigheden.

Omdat de simulanten zo weinig bruikbaar stikstof bevatten waren onze verwachtingen laag. Daarop was dit experiment afgestemd. 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 dus 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 zouden worden gevolgd.

Zaden oogsten

Binnen 24 uur gingen al 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 erg klein. Op de Marsgrondsimulant en de aardse potgrond groeiden de planten wel door en vormden al snel bladeren. En toen werd het vijf 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 nog bloeien, waarbij er ook een plant op de maangrondsimulant probeerde te bloeien. Maar de dag voor de bloem open zou gaan ging de plant helaas 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 bijvoorbeeld voor tuinkers bevruchters zoals hommels of bijen. De kas waarin we werken is echter ‘insect proof’ en dus zijn er geen bevruchters. We hebben toen 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.

Planten groeien op Marsbodemsimulant

Tegen onze verwachtingen in bleek het mogelijk om zonder extra toevoegingen planten te laten groeien en zelfs vermeerderen op de Marsbodemsimulant. De opbrengst was zelfs hoger en de resultaten vaak beter dan op de aardse controle, al was dat dan zeer voedselarm rivierzand. Op de maanbodemsimulant waren de resultaten duidelijk minder. Een van de grote problemen gedurende experiment en dan 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.

Brandnetel op Mars
Brandnetel op Mars
Enige bloei op maan van Sinapsis arvensis
Enige bloei op maan van Sinapsis arvensis
Tuinkers op mars eerste bloei
Tuinkers op mars eerste bloei

Tuinkers op Mars met zaden
Tuinkers op Mars met zaden
Wortel op rivierzand oogst
Wortel op rivierzand oogst