Een duurzaam agrarisch ecosysteem voor Mars en de maan

Op Mars en op de maan mag niets verloren gaan, geen plantenresten, maar ook geen menselijke uitwerpselen. Voor een duurzame voedselproductie moet er op Mars en de maan daarom een duurzaam agrarisch ecosysteem worden opgebouwd. Vanwege de omstandigheden, geen of nagenoeg geen lucht, bijna altijd temperaturen ver beneden nul en kosmische straling, zal de teelt binnenshuis en onder de grond moeten plaats vinden. We zijn nu bezig om te onderzoeken waaruit zo’n agrarisch ecosysteem zou moeten bestaan. Tot nu toe hebben we de volgende groepen geïdentificeerd die nodig zijn: bestuivers, aardwormen, bacteriën en schimmels. Samen zouden zij een simpel agrarisch ecosysteem moeten kunnen vormen.

Bestuivers

De bestuivers zijn nodig voor de zaadzetting, iets wat wij in de kas met de hand hebben gedaan, maar bij voedselproductie niet mogelijk is. Voor meerdere generaties groenten zijn voor veel soorten zaden nodig en steeds invliegen is zonde van de laadruimte in een ruimteschip. Hierbij ligt wel inteelt op de loer, dus af en toe vers zaad kan nodig blijven. Zelfs bij zelfbevruchters is de zaadzetting vaak beter als er bevruchters aan te pas komen. Het meest geschikt zijn waarschijnlijk hommels, ze kunnen makkelijk mee op reis naar Mars in winterslaap en er is al veel ervaring met hommels in kassen.

Wormen

De wormen zijn nodig om het organisch materiaal af te breken en te mengen met de bodem. Door organisch materiaal de grond in te trekken, op te eten en de restanten uit te poepen, mengen wormen organisch materiaal met de bodem. Zij graven ook gangen die voor een betere doorluchting van de bodem zorgen en ook de wateropname van de bodem verbeteren. Dit alles bevordert de groei van de groenten. Het onderzoek wat we hebben uitgevoerd ziet er gunstig uit, de wormen overleven in zowel Mars- als maanbodemsimulant.

Bacteriën

De bacteriën hebben twee taken te vervullen. De eerste is de afbraak van organisch materiaal, fijngekauwd door de wormen. Zij maken de nutriënten vrij die nodig zijn voor de groei van de groenten. Daarnaast zijn er bacteriën nodig die stikstof binden en in symbiose leven met onder andere klavers, bonen en erwten. Omdat de maan- en Marsbodem relatief weinig stikstof bevatten, maar wel andere voedingstoffen, kunnen zij helpen de bodem te verrijken met nitraat door stikstof (N₂, wat planten niet kunnen gebruiken) uit de lucht om te zetten. Omdat de maan en Mars steriel zijn en geen bacteriën bevatten, hebben we daar de luxe om alleen ‘nuttige’ bacteriën mee nemen; ziekteverwekkers laten we thuis. De vraag is of alleen deze bacteriën een duurzaam systeem kunnen vormen. De eerste transplantatie-experimenten met bacteriën op de beide bodems laten zien dat ook zij er kunnen groeien. Hiervoor waren echter niet alleen gewenste bacteriën geselecteerd, dat moet nog verder worden uitgezocht.

Schimmels

Ook de schimmels zouden twee of zelfs drie taken kunnen hebben. Het mycelium van sommige schimmels leeft in symbiose met de wortels van planten. De mycelia vormen een veel fijner vertakt stelsel dan de wortels en daardoor kunnen zij beter bij de voedingsstoffen in de bodem. De voedingstoffen worden gedeeld met de planten wat tot een betere groei leidt. Schimmels kunnen ook helpen bij de afbraak van organisch materiaal. Dit zouden eetbare schimmels kunnen zijn.

Duurzaam

Grote vraag is of dit zeer simpele agrarische ecosysteem, inclusief de mensen, duurzaam is. Voor de nederzettingen op Mars en de maan zou dit wel zeer wenselijk zijn, hoewel er ook technische oplossingen denkbaar zijn. Door meer begrip over een minimaal goed functionerend ecosysteem dat uit dit onderzoek voortkomt kan dit ook helpen het aardse agrarische ecosysteem te begrijpen, wat de laatste jaren lijkt te haperen.

Steun onderzoek

U kunt ons onderzoek steunen via een donatie. Bekijk onze crowdfunding pagina voor meer informatie.

Tekst en foto's: Wieger Wamelink, Wageningen Environmental Research (Alterra) (leadfoto: eerste tomaten op Marsbodemsimulant)