Klöverväxter som odlas i Mars-liknande jordar upplever betydligt mer tillväxt när de inokuleras med symbiotiska kvävefixerande bakterier än när de lämnas oinokulerade. Franklin Harris från Colorado State University, U.S., och kollegor presenterar dessa resultat i tidskriften med öppen tillgång PLOS ETT den 29 september, 2021.

När jordens befolkning växer, forskare studerar möjligheten att odla marsjordar, eller "regolit". Dock, regolit saknar några viktiga växtnäringsämnen, inklusive vissa kvävehaltiga molekyler som växter behöver för att leva. Därför, jordbruket på Mars kommer att kräva strategier för att öka mängden av dessa kväveföreningar i regolit.

Harris och kollegor antar att bakterier kan spela en kostnadseffektiv roll för att göra Mars jordar mer bördiga. På jorden, bakterier i jordar hjälper till att omvandla eller "fixera" atmosfäriskt kväve till de molekyler som växter behöver. Vissa av dessa mikrober har symbiotiska relationer med växter, där de fixerar kväve i knölar som finns på växtrötter.

För att utforska en möjlig roll för symbiotiska kvävefixerande bakterier i astrojordbruk, forskarna odlade klöver i konstgjord regolit som nära matchar Mars. De inokulerade några av växterna med mikroben Sinorhizobium meliloti, som är vanligt förekommande i klöverrotknölar på jorden. Tidigare forskning har visat att klöver kan odlas i regolit, men hade inte undersökt ympning med kvävefixeringsmedel.

Forskarna fann att den inokulerade klövern upplevde 75 % mer rot- och skotttillväxt jämfört med den oinokulerade klövern. Dock, regoliten som omgav de inokulerade växterna visade inga tecken på förhöjd NH4 - en väsentlig kvävehaltig molekyl för växter - jämfört med regoliten som omgav oinokulerade växter.

Dessa fynd tyder på att de symbiotiska mikroberna ökade klövertillväxt, men resulterade inte i överproduktion av kväveföreningar som andra växter som växer i närheten hypotetiskt skulle kunna använda. Forskarna odlade också en del klöver i krukjord och noterade vissa skillnader i det symbiotiska förhållandet när de jämförde växterna som odlades i regolit kontra jord.

Dessa fynd tyder på möjligheten att symbios mellan växter och kvävefixerande bakterier kan hjälpa jordbruket på Mars. Framtida forskning kan fortsätta att utforska sådana relationer med andra grödor och ta itu med problem med växttoxicitet i regolit.

Författarna tillägger:"Denna studie visar att knölbildande bakterier Sinorhizobium meliloti har visat sig knöla i Mars regolit, avsevärt förbättra tillväxten av klöver (Melilotus officinalis) i en växthusanalys. Detta arbete ökar vår förståelse för hur växt- och mikroberinteraktioner kommer att hjälpa ansträngningar att terraforma regoliter på Mars."