Nästa gång du äter en tomat eller paprika, ta en närmare titt, eftersom det finns en god chans att dess friska utseende är tack vare ett av USA:s förre president Barack Obamas tal och ESA-forskning för att skicka människor på långvariga rymduppdrag.

Inspirerad av ett Obama-tal 2010 om mänskliga uppdrag till Mars, Det holländska företaget Groen Agro Control började undersöka det bästa sättet att odla och gödsla växter i rymden, och om det också kan leda till att tillväxten av grönsaker på jorden förbättras.

"I rymden, du kan bara gödsla växter med de mineraler du tar med dig, men du vill ändå att de ska producera de bästa möjliga skördarna, " förklarar företagets Lex de Boer.

"Helst, du skulle också använda vattnet som avdunstar från växterna som en källa till dricksvatten, med minsta möjliga rening. Det betyder att du måste applicera doser av varje mineral extremt noggrant, så att så lite som möjligt hamnar oanvänt i avloppsvattnet."

För att studera detta, företaget byggde ett slutet system där tomat- och pepparplantor fick doser av 16 olika mineraler, titta på hur upptaget av varje mineral korrelerade med tillväxten.

Under 2013, företaget träffade ett ESA-team vid Space-MATCH-evenemanget som anordnades av den nederländska organisationen för tillämpad vetenskaplig forskning TNO och ESA:s Technology Transfer Program Office för att föra samman ESA:s ingenjörer och industri för att utbyta kunskap. Här, företaget inspirerades att skapa en smart tjänst som hjälper trädgårdsodlare att gödsla växter bättre på jorden.

Utlöst av kravet att tillgodose behoven hos människor på långa uppdrag till månen och Mars, ESA:s Micro-Ecological Life Support System Alternative (MELiSSA)-projekt fokuserar på ett "slutet" livstödssystem, där alla förnödenheter återanvänds och återvinns. Så, till exempel, organiskt avfall och koldioxid bör helt omvandlas till syre, vatten och mat.

"MELiSSA inser att vi måste utveckla ett självbärande system för långa uppdrag, eftersom astronauter inte kommer att kunna förlita sig på regelbundna leveranser av förnödenheter, speciellt när de flyttar längre från jorden, " förklarar ESA:s Christel Paille.

"En nyckelfråga är mat och vattenförsörjning. Astronauter kommer att behöva odla sin egen mat med begränsade resurser, och återta så mycket vatten som möjligt från den tillväxtcykeln. Därför är det viktigt att vi utvecklar ett schema som talar om för dem exakt rätt mängd gödselmedel att applicera i varje steg i växtens tillväxt."

SPIN-OFF FRÅN FORSKNING SOM OM I RYMMEN

Baserat på sina första experiment, och resultaten den fick av att odla grönsaker i slutna och välkontrollerade miljöer konceptuellt som i rymden, företaget utvecklade ett system för trädgårdsodlare, denna gång med målet att maximera växternas tillväxt och skörd genom mycket försiktig användning av gödningsmedel.

I den tjänst som nu erbjuds odlare, prover tas varje vecka av både gödsellösningen som droppats in i plantorna – inklusive tomater, paprika, gurkor, äggplanta, rosor och gerbera – och vätskan som rinner bort.

Dessa analyseras på företagets laboratorium och resultaten skickas tillbaka till odlarna, med råd om eventuella förändringar de bör göra i mängden av vart och ett av de 16 mineraler som ges till växterna.

"Det finns ett separat tillvägagångssätt för varje mineral, men dessa är också kopplade till varandra eftersom upptaget av vissa mineraler – som kalium, magnesium och kalcium - är nära besläktade, säger Lex.

"Mängden av varje mineral som en växt behöver varierar också över dess livscykel. Den kommer att behöva en annan kombination när den producerar stjälkar och blad tidigt i sitt liv jämfört med när den producerar blommor och frukt."

Trädgårdsodlare står också inför utmaningar när det gäller att ändra gödseldoser för att matcha förändrade odlingsförhållanden. Till exempel, stigande energipriser har uppmuntrat odlare att hålla växthusfönster stängda. Dock, detta orsakar högre luftfuktighet, vilket resulterar i minskad avdunstning från växter.

Den där, i tur och ordning, gör det svårare för tomatplantor att transportera kalcium till toppen av plantan, vilket kan resultera i ett tillstånd som lämnar och växttoppen blir nekrotisk”.

Företagets schema visar odlarna hur de kan kompensera för detta genom att inte bara ändra mängden kalcium i droppvattnet, men även magnesium- och kaliumnivåer.

Produktionsökning

På mindre än en säsong, Den holländska kunden Zwingrow har redan börjat se positiva resultat av att använda systemet för sin skörd av apelsin paprika.

"Vi försöker alltid förbättra hälsan och kvaliteten på de växter vi odlar, men att använda denna veckoanalys innebär att vi agerar proaktivt, gräva djupare in i växternas behov och få bättre resultat, " säger Ted Zwinkels, delägare i Zwingrow.

"Även om vi började använda den efter säsongsstarten förra året, växterna växte bättre och var friskare. Jag skulle uppskatta att den totala produktionen ökade med cirka 5%.

"Det är omöjligt att veta hur mycket av detta som berodde på den nya regimen, eftersom variationer i solljus från år till år också spelar in.

"Dock, redan denna säsong, använder tjänsten från första början, vi har sett starkare, bättre växter, och färre utsatta."

Groen Agro Control har nu kunder över hela världen. Även om det fortfarande har planer på experiment på grödans tillväxt i rymden, den vidgar också sina horisonter på jorden, inklusive en potentiell tjänst för grödor som odlas utomhus med droppvattentillförsel av gödningsmedel, som sparris.