Toptomater takket være Mars-missioner

Næste gang du spiser en tomat eller sød peber, se nærmere, fordi der er en god chance for, at dets sunde udseende er takket være en af ​​den tidligere amerikanske præsident Barack Obamas taler og ESA-forskning for at sende folk på langvarige rummissioner.

Inspireret af en Obama-tale i 2010 om menneskelige missioner til Mars, Det hollandske firma Groen Agro Control begyndte at undersøge den bedste måde at dyrke og befrugte planter i rummet på, og om det også kan føre til en forbedring af væksten af ​​grøntsager på Jorden.

"I rummet, du kan kun gøde planter med de mineraler du tager med dig, men du vil stadig have dem til at producere de bedst mulige afgrøder, " forklarer virksomhedens Lex de Boer.

"Ideelt set du vil også bruge vandet, der fordamper fra planterne, som en drikkevandskilde, med den mindste mængde rensning. Det betyder, at du skal påføre doser af hvert mineral ekstremt omhyggeligt, så lidt som muligt ender ubrugt i drænvandet."

For at studere dette, virksomheden byggede et lukket system, hvor tomat- og peberplanter modtog doser af 16 forskellige mineraler, ser på, hvordan optagelsen af ​​hvert mineral korrelerede med vækst.

I 2013 virksomheden mødte et ESA-hold ved Space-MATCH-arrangementet arrangeret af den hollandske Organisation for Anvendt Videnskabelig Forskning TNO og ESA's Technology Transfer Program Office for at bringe ESA's ingeniører og industri sammen for at udveksle knowhow. Her, virksomheden blev inspireret til at udvinde en smart service, der hjælper gartnere med at gøde planter bedre på Jorden.

Udløst af kravet om at sørge for menneskers behov på lange missioner til Månen og Mars, ESA's Micro-Ecological Life Support System Alternative (MELiSSA)-projekt fokuserer på et 'lukket' livsstøttesystem, hvor alle forsyninger genbruges og genbruges. Så, for eksempel, organisk affald og kuldioxid bør fuldstændigt omdannes til ilt, vand og mad.

"MELiSSA erkender, at vi er nødt til at udvikle et selvbærende system til lange missioner, da astronauter ikke vil være i stand til at stole på regelmæssige leverancer af forsyninger, især når de bevæger sig længere fra Jorden, " forklarer ESA's Christel Paille.

"Et nøgleproblem er mad- og vandforsyninger. Astronauter bliver nødt til at dyrke deres egen mad med begrænsede ressourcer, og genvinde så meget vand som muligt fra den vækstcyklus. Derfor er det vigtigt, at vi udvikler en ordning, der fortæller dem præcis den rigtige mængde gødning, der skal påføres på alle stadier i plantevæksten."

SPIN-OFF FRA FORSKNING SOM OM I RUMMET

Baseret på dets indledende eksperimenter, og de resultater, det opnåede ved at dyrke grøntsager i lukkede og velkontrollerede miljøer konceptuelt som i rummet, virksomheden udviklede en ordning for gartnere, denne gang med det mål at maksimere plantevækst og udbytte gennem meget omhyggelig brug af gødning.

I den service, der nu tilbydes avlere, der tages prøver hver uge af både gødningsopløsningen, der dryppes ind i planterne – inklusive tomater, peberfrugt, agurker, aubergine, roser og gerbera – og væsken der løber væk.

Disse analyseres på virksomhedens laboratorium og resultaterne sendes tilbage til avlerne, med råd om eventuelle ændringer, de bør foretage i mængderne af hvert af de 16 mineraler, der gives til planterne.

"Der er en separat tilgang for hvert mineral, men disse er også forbundet med hinanden, fordi optagelsen af ​​visse mineraler – såsom kalium, magnesium og calcium - er nært beslægtede, " siger Lex.

"Mængden af ​​hvert mineral, som en plante har brug for, varierer også på tværs af dens livscyklus. Den vil have brug for en anden kombination, når den producerer stilke og blade tidligt i sit liv, sammenlignet med når den producerer blomster og frugt."

Havebrugere står også over for udfordringer med at ændre gødningsdoser for at matche skiftende vækstbetingelser. For eksempel, stigende energipriser har tilskyndet avlere til at holde drivhusvinduer lukkede. Imidlertid, dette medfører højere luftfugtighed, resulterer i et fald i fordampningen fra planter.

At, på tur, gør det sværere for tomatplanter at transportere calcium til toppen af ​​planten, hvilket kan resultere i en tilstand, der blade og plantetoppen bliver nekrotisk".

Virksomhedens ordning viser avlerne, hvordan de kan kompensere for dette ved at ændre ikke kun mængden af ​​calcium i dråbevandet, men også magnesium- og kaliumniveauer.

Produktionsstigning

På mindre end én sæson, Den hollandske kunde Zwingrow er allerede begyndt at se positive resultater ved at bruge ordningen til sin afgrøde af orange peberfrugter.

"Vi forsøger altid at forbedre sundheden og kvaliteten af ​​de planter, vi dyrker, men at bruge denne ugentlige analyse betyder, at vi handler proaktivt, dykke dybere ned i planternes behov og få bedre resultater, " siger Ted Zwinkels, medejer af Zwingrow.

"Selvom vi begyndte at bruge det efter sæsonstart sidste år, planterne voksede bedre og var sundere. Jeg vil anslå, at den samlede produktion steg med omkring 5%.

"Det er umuligt at vide, hvor meget af dette skyldtes det nye regime, da variationer i sollys fra år til år også spiller ind.

"Imidlertid, allerede i denne sæson, bruge tjenesten fra starten, vi har set stærkere, bedre planter, og færre sårbare."

Groen Agro Control har nu kunder over hele verden. Mens den stadig har planer om eksperimenter med afgrødevækst i rummet, den udvider også sin horisont på Jorden, herunder en potentiel service for afgrøder dyrket udenfor ved brug af dråbevandspåføring af gødning, såsom asparges.