Cây đậu gà đang phát triển trong nhiều hỗn hợp mô phỏng đất mặt trăng.

Các nhà nghiên cứu đã xử lý lớp đất mặt trăng mô phỏng (hay còn gọi là regolith) bằng cả nấm cộng sinh và phân hữu cơ do giun tạo ra, theo một bài báo được công bố hôm thứ Năm trên tạp chí Scientific Reports. Nghiên cứu cho thấy nấm và phân hữu cơ đã cải thiện đáng kể khả năng sinh sản của cây đậu gà.

Theo Jess Atkin, nghiên cứu sinh tiến sĩ tại Khoa Khoa học Đất và Cây trồng thuộc Đại học Texas A & M, đất mặt trăng không hỗ trợ sự phát triển khỏe mạnh của cây trồng vì nhiều lý do, một trong số đó là do nó chứa nồng độ kim loại cao, bao gồm nhôm và kẽm. Nghiên cứu cũng cho biết thêm, lớp đất mặt trăng này thiếu hệ vi sinh vật có trong đất Trái đất, và kết cấu dạng bột của nó khiến nước khó thấm qua.

"Để có đất canh tác, bạn cần hai thứ: chất hữu cơ và vi sinh vật," Atkin nói. "Và mặt trăng không có cả hai thứ đó."

Nhưng các nhà khoa học đã lấy cảm hứng từ thực vật trên Trái đất, hơn 80% trong số đó có mối quan hệ cộng sinh với nấm rễ nội cộng sinh (arbuscular mycorrhizae), mà theo Atkin là "một trong những mối quan hệ cộng sinh lâu đời nhất trên Trái đất. Về cơ bản, chính điều này đã giúp thực vật có thể sinh sống trên đất liền và phát triển rễ."

Đậu gà không phải là loại cây trồng điển hình được chọn để sản xuất cây trồng trong không gian, nhưng Atkin đã chọn chúng vì chúng có khả năng chịu hạn tốt, giàu protein và vì chúng phát ra tín hiệu để chủ động thu hút các vi sinh vật giúp chúng tồn tại, bà cho biết.

"Nhìn chung, người ta thường nghiên cứu các loại rau lá xanh, xà lách, cà chua, những thực phẩm giàu anthocyanin và có thể giúp bảo vệ khỏi bức xạ," Atkin nói.

Theo Atkin, trong đất mặt trăng mô phỏng có nồng độ chất hữu cơ phân hủy cao hơn, tỷ lệ sinh sản giảm và số lượng hạt đậu gà cũng ít hơn. Ông cũng cho biết thêm rằng các hạt đều có kích thước tương đương nhau nên chất lượng không bị ảnh hưởng.

Theo nghiên cứu, hiện nay các loại hạt này đang được kiểm tra về giá trị dinh dưỡng, hàm lượng protein và khả năng tích lũy kim loại.

Ngoài nấm, các nhà nghiên cứu đã chọn phân trùn quế – về cơ bản là "phân giun" – để bổ sung chất hữu cơ cho đất, Atkin cho biết. Họ chọn nó vì NASA thực hiện một dự án tái sử dụng hậu cần, thu gom những vật dụng thường bị vứt bỏ để làm thức ăn cho giun, chẳng hạn như bã cà phê, thức ăn thừa và thậm chí cả áo phông cotton.

Ông Atkin cho biết, sản phẩm phụ mà giun tạo ra là một loại phân bón "thực sự giàu dinh dưỡng".

Theo ông Atkin, chất mô phỏng đất đá Mặt Trăng được lấy từ một phòng thí nghiệm ở Florida. Chất mô phỏng này nhằm mục đích bắt chước đất tại các địa điểm hạ cánh trên Mặt Trăng, đặc biệt là địa điểm sẽ được sử dụng trong sứ mệnh Artemis IV sắp tới, hiện dự kiến ​​phóng vào năm 2028, trong đó NASA lên kế hoạch cho cuộc đổ bộ có người lái đầu tiên lên Mặt Trăng kể từ sau sứ mệnh Apollo 17 vào tháng 12 năm 1972.

"Về mặt thành phần, nó chính xác đến 99%," Atkin nói.

Cây đậu gà đang phát triển trong nhiều hỗn hợp mô phỏng đất mặt trăng được nghiên cứu. Một số cây có dấu hiệu bị căng thẳng, bao gồm cả hiện tượng lá úa vàng.

Theo Atkin, kết quả nghiên cứu cho thấy thực vật có thể phát triển và nấm có thể tồn tại và sinh sôi nảy nở trong môi trường mô phỏng đất mặt trăng 100%. Bước tiếp theo quan trọng là xác định tính bền vững của chất mô phỏng này.

"Chúng tôi sẽ nuôi trồng nó và xem qua bao nhiêu thế hệ, chúng ta có thể tạo ra được bao nhiêu cấu trúc và biến nó thành một loại đất sống giống như mặt trăng đến mức nào," Atkin nói.

Nghiên cứu này mở đường cho một tương lai mà trong đó nhiều loại cây trồng khác nhau có thể được trồng trên mặt trăng khi con người sinh sống ở đó.