Elementi nutritivi necessari per la coltivazione di riso su suolo Marziano? Non senza un aiuto

"Vogliamo inviare esseri umani su Marte... ma non possiamo portare tutto lì. Sarà costoso", afferma Ramachandran, dell'Università dell'Arkansas a Fayetteville.

"Coltivare il riso sarebbe l'ideale, perché è facile da preparare", dice. "Basta togliere la lolla e iniziare a bollire".

Perchè il Suolo Marziano può essere fertile per le piante terrestri?

Lo spiegano i geologi dell’Università della Georgia, mentre cercano di capire come utilizzare al meglio i suoli del pianeta rosso.

I ricercatori hanno sviluppato miscele di suolo artificiali che andrebbero ad imitare i materiali trovati su Marte: “Vogliamo simulare alcune caratteristiche dei materiali che potresti facilmente ottenere sulla superficie di Marte”, ha detto Laura Fackrell, dottoranda in geologia dell’UGA e autrice principale dello studio. La simulazione della composizione minerale o del contenuto di sale di queste miscele marziane può dirci molto sulla potenziale fertilità del suolo.

Nell’ultimo decennio, l’esplorazione della superficie marziana ha ampliato la comprensione della chimica della superficie del pianeta. Nello specifico, nello studio pubblicato nel 2021 sulla rivista "Icarus", il team ha studiato la regolite (o il materiale sciolto vicino alla superficie) per sviluppare i simulanti. I materiali utilizzati imitano miscele di suolo, minerali argillosi, sali e altri materiali ottenibili dalla superficie di Marte raccogliendo materiale sfuso o estraendolo dal substrato roccioso.

“La simulazione della composizione minerale o del contenuto di sale di queste miscele marziane può dirci molto sulla potenziale fertilità del suolo. Cose come i nutrienti, la salinità, il pH fanno parte di ciò che rende un suolo fertile e capire dove si trovano i suoli di Marte in quello spettro è la chiave per sapere se sono vitali e, in caso contrario, ci sono soluzioni fattibili che possono essere utilizzate per renderli vitali”, continua Laura Fackrell.

Nonostante la sua atmosfera sottile, il freddo estremo e il basso contenuto di ossigeno, la superficie di Marte è nota per contenere la maggior parte dei nutrienti essenziali per la sopravvivenza e la crescita delle piante, tra cui azoto, fosforo e potassio. La presenza di queste sostanze nutritive determina il superamento di  uno dei grandi ostacoli, ma ci sono ancora più sfide. “Un problema è che la loro presenza non significa che siano accessibili alle piante”, ha detto Fackrell. “Se metti effettivamente una pianta nel suolo, solo perché c’è il ferro o il magnesio non significa che la pianta possiamo effettivamente estrarla dal suolo”.

Utilizzando suoli marziani simulati, Fackrell e altri ricercatori, hanno scoperto che la granulometria dei simulanti artificiali sono "croccanti ed essiccate", il che potrebbe riflettere alcune condizioni inaspettate dei suoli di Marte che li rendono più difficili da usare.

Queste sfide si sommano a un compito molto difficile, anche se non impossibile. Guardando al mondo della scienza nell'Agricoltura, il gruppo, che include i membri della facoltà UGA (Paul Schroeder, Mussie Habteselassie e Aaron Thompson), adatta le soluzioni utilizzate sulla Terra, per esempio il risciacquo del suolo all’aggiunta di inoculanti come batteri o altri funghi per aiutare le piante a crescere.

“È noto che tipi specifici di batteri e funghi sono benefici per le piante e potrebbero essere in grado di sostenerli in condizioni di stress come vediamo su Marte”, ha detto Fackrell, che ha iniziato i suoi studi in geo-microbiologia con Schroeder, mentre conduceva la ricerca della sua tesi di master su ambienti estremi affrontati dai microbi che vivono nelle sorgenti calde della penisola di Kamchatka, nell’estremo oriente russo.

Gli scienziati vedono gli adattamenti della loro ricerca anche come potenziali innovazioni nell'Agricoltura sulla Terra. “Tutto ciò che impariamo sull’agricoltura su Marte potrebbe aiutare con l’agricoltura in ambienti difficili sulla Terra che ci aiutano a costruire un futuro sostenibile“, ha detto Fackrell.

Qualunque sia la soluzione finale, la prospettiva di una missione con equipaggio su Marte dipende dalla capacità di coltivare cibo. “Ci sono molti modi in cui puoi guardarlo, ma un’opzione potrebbe essere quella di usare ciò che è già presente come mezzo di invasatura e capire se è un modo praticabile per farlo o se devi portare con te tutto il materiale vegetale” sostiene Fackrell. “La questione se possiamo utilizzare il suolo di Marte per fornire cibo contribuirà notevolmente a determinare la fattibilità delle missioni con equipaggio”.

La coltivazione di Riso su suolo Marziano

La terra marziana potrebbe avere tutti i nutrienti necessari per la coltivazione del riso, uno degli alimenti più importanti per l'umanità, come ha riferito lo scienziato planetario Abhilash Ramachandran il 13 marzo alla "Lunar and Planetary Science Conference". Tuttavia, la pianta potrebbe aver bisogno di un po' di aiuto per sopravvivere in mezzo al perclorato, una sostanza chimica che può essere tossica per le piante e che è stata rilevata sulla superficie di Marte.

"Vogliamo inviare esseri umani su Marte... ma non possiamo portare tutto lì. Sarà costoso", afferma Ramachandran, dell'Università dell'Arkansas a Fayetteville. Coltivare il riso sarebbe l'ideale, perché è facile da preparare, dice. "Basta togliere la lolla e iniziare a bollire".

I ricercatori hanno anche provato a coltivare il riso in un substrato addizionato di perclorato. Hanno preso una varietà di riso selvatico e due cultivar con una mutazione genetica (modificate per resistere a fattori di stress ambientale come la siccità) e le hanno fatte crescere in un suolo simile a quello di Marte con e senza perclorato.

Nessuna pianta di riso è cresciuta in presenza di una concentrazione di uguale o superiore a 2-3 grammi di perclorato per chilogrammo di suolo. Ma quando la concentrazione era di appena 1 grammo per chilogrammo, una delle linee mutanti ha fatto crescere sia un germoglio che una radice, mentre la varietà selvatica è riuscita a far crescere una radice.

I risultati suggeriscono che, manipolando il gene modificato del mutante (SnRK1a), gli esseri umani potrebbero essere in grado di sviluppare una cultivar di riso adatta a Marte.