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Agricultura fuera del mundo: cultivos intercalados en Marte

Agricultura fuera del mundo: cultivos intercalados en Marte

Diseño experimental. R: Descripción general de los tratamientos experimentales. B: Diseño de bloques completos al azar con cinco repeticiones y macetas de tratamiento intercaladas rotadas al azar. R: Una imagen del experimento (día 48). —plos.org

Los futuros colonos de Marte necesitarán producir alimentos frescos localmente para obtener los nutrientes esenciales que se pierden en la deshidratación de los alimentos, la tecnología básica para enviar alimentos al espacio. En este estudio, nuestro objetivo fue probar la viabilidad y la aplicación potencial del sistema de cultivos intercalados como medio de producción de alimentos en el suelo en las colonias de Marte.

Este nuevo enfoque de la agricultura marciana aporta información valiosa sobre cómo optimizar la utilización de recursos y mejorar la autosostenibilidad de las colonias, ya que las colonias marcianas operarán con suministros de espacio, energía y tierra muy limitados. Se simuló un probable entorno agrícola temprano en Marte utilizando embarcaciones pequeñas, un entorno de invernadero controlado y especies compatibles con los requisitos de las misiones espaciales.

Se cultivaron guisantes (Pisum sativum), zanahorias (Daucus carota) y tomates (Solanum lycopersicum) en tres tipos de suelo (simulación de suelo marciano “MMS-1”, tierra para macetas y arena), y se cultivaron mezclados (cultivos intercalados) o por separado. (Uno recortado). .

Se agregaron bacterias rizobios (Rhizobium leguminosarum) como simbiontes de guisantes para fijar nitrógeno. El rendimiento de la planta se midió como biomasa aérea (g), rendimiento (g), índice de cosecha (%) y contenido de nitrógeno/fósforo/potasio en el cultivo (g/kg). El rendimiento general del sistema de cultivos intercalados se calculó como rendimiento total relativo (RYT).

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Los cultivos intercalados tuvieron efectos claros sobre el rendimiento de las plantas en los escombros marcianos, siendo beneficiosos para los tomates pero sobre todo perjudiciales para los guisantes y las zanahorias, lo que en última instancia resultó en una desventaja general en el rendimiento en comparación con el monocultivo (RYT = 0,93). Este efecto probablemente se deba a la marcada ausencia de nódulos de rizobios en el regolito marciano, lo que niega la fijación de nitrógeno e impide que las plantas intercaladas se beneficien de su integridad.

Se supone que las condiciones adversas de los escombros rocosos (pH alto, alta compacidad y deficiencia de nutrientes) pueden haber restringido la supervivencia/nódulos de los rizobios. En arena, donde las condiciones del suelo más favorables promovieron nódulos efectivos, el cultivo intercalado superó significativamente al monocultivo (RYT = 1,32).

Teniendo esto en cuenta, sugerimos que con simples mejoras en el regolito y mejores condiciones de los nódulos, los cultivos intercalados se muestran prometedores como medio para mejorar la producción de alimentos en las colonias marcianas. Se sugieren mejoras específicas al regolito para futuras investigaciones.

Una comparación entre cultivos intercalados y monocultivos en una simulación del regolito marciano. A: Tratamiento de cultivos asociados (izquierda) y tomate de monocultivo (derecha). B: Tratamiento con cultivos asociados (izquierda) y monocultivo de guisantes (derecha). A: Tratamiento con cultivos asociados (izquierda) y zanahorias con monocultivo (derecha). Las flechas indican hojas tiernas de zanahoria resultantes del tratamiento de cultivos intercalados. Las fotografías fueron tomadas el día de la cosecha (día 105). —plos.org

Comparación de raíces y nódulos entre suelos. A: Raíces de guisantes procedentes del tratamiento monosuelo con nódulos intactos. B: Raíces de guisantes del tratamiento monoarena, con nódulos disecados, donde se puede observar color rosado, lo que indica que los nódulos estaban activos en la fijación de N. C: Raíces de guisantes del regolito marciano simulado (tratamiento de cultivo intercalado), que muestran raíces más gruesas y tortuosas. D: Raíces de guisante del regolito marciano (tratamiento de monocultivo), de la única réplica que mostró presencia de nódulos. Estas raíces también parecen más gruesas y con más curvas. —plos.org

Cultivos intercalados en Marte: un sistema prometedor para mejorar la producción de alimentos frescos en futuras colonias de MarteMÁS UNO

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