Startpagina Akkerbouw

Buitenaardse groenten: “We kunnen al pizza maken op Mars”

Landbouw in de ruimte, het spreekt tot de verbeelding van veel mensen. Misschien is de realiteit wel dat we op een dag ook ons moestuintje of percelen groenten op Mars bewerken. Op de universiteit van Wageningen is ecoloog Wieger Wamelink ervan overtuigd dat het mogelijk is. De verschillende potproeven in serres beloven alvast een ruimtelijke vegetarische toekomst.

Leestijd : 8 min

V oor we onderzoeker en ecoloog Wieger Wamelink spreken, konden we al een glimp opvangen van de serres op de campus van de universiteit in Wageningen. Daar staat namelijk een grote potproef opgesteld, met simulaties van Mars- en maangrond. Met een time lapse camera worden de planten dag en nacht geregistreerd.‘Doen de planten het even goed daar als in aardse aarde?’, stellen we ons de vraag. Wieger, en een collega, onderhouden de planten en volgen ze nauwkeurig op. “De eerste experimenten startten in 2013 en daar kwamen al hoopgevende resultaten van. Ik had niet verwacht dat het zo’n succes zou worden”, vertelt Wieger, die zijn liefde voor astronomie en kennis van ecologie kan bundelen in het experiment. “Eigenlijk doe ik dit nog naast mijn job, want mijn hoofdtaak ligt in het onderzoeken van de effecten van stikstofdepositie en klimaatverandering op biodiversiteit, en vooral plantendiversiteit.” Wat in deze tijden ook een belangrijk onderwerp is in Nederland én België.

Het is niet duidelijk of Nederland pioniert in het onderzoek. “Waarschijnlijk wordt er wel onderzoek naar gedaan, maar wordt er wel wat geheim gehouden. Het is moeilijk erachter te komen wat China, Amerika of Rusland doet. We weten enkel wat het persbureau bekend maakt natuurlijk.” Het is echter niet zo dat ze niets weten over Mars. Door onder meer satellieten en analyses door karretjes weten we al veel meer over de rode planeet. Bovendien bestaat er een database met plantensoorten en wat ze nodig hebben om te overleven. Het is met andere woorden een goede basis om een project te starten. “We kregen er 25.000 euro voor, en hebben elke cent goed kunnen inzetten”, vertelt Wieger.

Geen gemakkelijke bodem

Het eerste dat je nodig hebt om je groenten te groeien, is goede grond. Maan- en Marsgrond in dit geval. “We kochten simulaties van Maan- en Marsgrond van NASA en later via de site ‘The Martian Garden’, en startten daarmee onze experimenten op in de serres van Wageningen”, klinkt het. Over die grond was echter nog niet veel geweten. Zo moest men eerst onderzoeken welke voedingsstoffen erin zitten en hoe de grond reageert met water. Uit analyses bleek dat de grond nauwelijks stikstof bevat, en vrij veel zware metalen. “Een gewas heeft echter stikstof nodig om te groeien. De zware metalen zijn niet zozeer een probleem voor de plant, wel voor de mens die het zal eten.”

Niet overal op Mars is het geschikt om te landen en landbouw op te starten.
Niet overal op Mars is het geschikt om te landen en landbouw op te starten. - Foto: Pixabay

Maangrond bleek dan weer hydrofoob te zijn. Bovendien bleek er vrij aluminium in te zitten, wat toxisch is voor dier, mens én plant. De grond is bovendien hard en scherp, waardoor wortels van planten verkurken en dus minder gemakkelijk voedingsstoffen en water opnemen. “Dus eigenlijk zag het er niet zo gunstig uit”, gaf de onderzoeker mee. “Door het plantenafval achteraf als compost te voeren, is dat probleem mogelijk opgelost. Het geeft voeding aan de bodem, maakt het meer vochtvasthoudend en bindt aluminium en zware metalen”

Ten slotte is niet alle bodem op Mars bruikbaar. Er is veel zand met verschillende groftes, maar alleen de fijnere korrel is geschikt voor teelt. Dit meegenomen, zijn niet alle plaatsen op Mars goed om te landen. “We hebben al gekeken waar je zou moeten landen op mars: een plaats met zo min mogelijk zware metalen en zo veel mogelijk nutriënten en water in de bodem, maar ook waar het vlak is en waar minder straling is. Ook nabij vulkanen zou het goed zijn; dat is vruchtbaar materiaal dat gemakkelijk vergruist.”

Naast volle grond ziet Wamelink ook toekomst in hydrocultuur en eventueel steenwol. “Als je teelt met beide systemen doe je aan risicospreiding. Als het ene uitvalt om een of andere reden, heb je nog voedsel van het andere.”

Beschermen tegen straling

Niet alleen de grond is niet van de gemakkelijkste, de straling op de maan en op Mars is veel groter en dus gevaarlijker. Op de maan is de straling het gevaarlijkst aangezien een beschermende atmosfeer geheel ontbreekt. Experimenten in het reactorinstituut in Delft moeten nog uitwijzen wat het effect is van straling op de planten, mensen en insecten.

De leef- en landbouwmodules op Mars zouden ter bescherming van de straling sowieso in grotten of onder de grond moeten. “Je kan het vergelijken met stadslandbouw, waarbij je een gewone atmosfeer creëert en werkt met ledlampen. Het is een plaats waar je alles onder controle hebt en alles meetbaar is.”

Groenten en groenbemesters

In de afgesloten en lopende projecten worden heel wat planten, waaronder gewassen, geteeld op de maan- en Marsbodem. In het begin kozen ze voor een veelvoud aan soorten die onder moeilijke omstandigheden kunnen groeien, zoals tripmadam en brandnetel. Ook een aantal groenbemesters werden meegenomen, zoals herik en klaver. “Omdat ze stikstof kunnen binden uit de lucht, kunnen ze de stikstofarme bodem bemesten”, was de reden. In het begin werden enkel tomaten, worteltjes, tuinkers en rogge meegenomen in de proeven. “Rogge kan ook tegen moeilijke omstandigheden, en groeit op een zanderige bodem.”

Elke verandering houdt Wieger Wamelink nauwkeurig bij: de datum van bloei, de lengte van de bladeren, de hoeveelheid chlorofyl…
Elke verandering houdt Wieger Wamelink nauwkeurig bij: de datum van bloei, de lengte van de bladeren, de hoeveelheid chlorofyl… - Foto: MV

“We plantten zo’n 4.200 zaden, zo waren we zeker dat er iets zou kiemen en eventueel doorgroeien. Het was een succes: heel veel zaden kiemden en de planten groeiden. Elke verandering houden we bij: de datum van bloei, de lengte van de bladeren, de hoeveelheid chlorofyl… Tuinkers, herik en rogge gaven bloesem, en van herik en tuinkers oogstten we zelfs zaden. Op de maangrond deden de planten het wat minder door het hydrofobe karakter van de bodem en de hoeveelheid aluminium.” Een belangrijk voordeel is trouwens dat je meeneemt wat je wil. Ziekteverwekkers blijven dus mooi op de aarde, wat de kans op een goede opbrengst vergroot. “De zaden kunnen schoon worden getransporteerd. Probleem is dat je mensen moeilijk steriel kan maken. Hetzelfde geldt voor regenwormen en hommels die je eventueel mee wil nemen.”

Plantenafval de grond in

In het tweede jaar besloten de onderzoekers de grond eerst te verrijken met het plantenafval van de eerste proeven. Erna probeerden ze er 14 rassen op uit, waaronder 10 groenten: aardappelen, erwten, bonen, wortels, rucola, tuinkers, tomaat, lupinen, prei, bieslook. “De planten groeiden goed. We hebben zelfs de eerste tomaten en radijsjes geoogst op mars én maanbodem. De tomaten gaven we wel eerst voedingsoplossing met calcium om een goede start te garanderen. Het organische materiaal gaven we aan alle planten en is duidelijk nodig om een sterke teelt op gang te krijgen.”

Bemesten met urine en uitwerpselen

Omdat middelen schaars zijn, moet men creatief omspringen met wat je hebt. In een agrarisch circulair en gesloten systeem zouden de urine en uitwerpselen van de astronauten gebruikt kunnen worden om te bemesten. Daarom werd ook hiermee geëxperimenteerd op aarde. Omdat urine niet mag gemengd worden met uitwerpselen, gebruikten de onderzoekers enkel urine van mannen. “We verkregen die van de waterzuivering van Amsterdam, Den Bosch en het Land Van Cuijck. Het ging om urine dat onder andere verzameld is op festivals. De neerslag van die urine, struviet, werd gebruikt als bemesting. Gebruik je struviet, dan is de hoeveelheid medicijn- en drugsresten minimaal, zelfs in festivalurine. Dat is de reden dat struviet lang niet gebruikt mocht worden bij gewassen met voedingswaarde, wel in de bloementeelt. Inmiddels mag het wel, mits met een certificaat waaruit blijkt dat het veilig is om voor voedselpro ductie te gebruiken.”

Uitwerpselen kunnen ook gebruikt worden als meststof, maar moet worden gesteriliseerd voor gebruik. “Vriesdrogen kan, maar bestralen zal gezien de hoge straling op mars een betere optie zijn.”

De neerslag van die urine, struviet,  werd gebruikt als bemesting.
De neerslag van die urine, struviet, werd gebruikt als bemesting. - Foto: MV

Weinig verschillen tussen aarde, maan en Mars

Of er verschillen te zien zijn tussen planten geteeld op de aarde, de maan en op Mars? “Er zijn vooral in het begin verschillen in groei, te wijten aan het gebrek aan nutriënten. Struviet is geen kunstmeststof en geeft de nutriënten traag vrij. Aan het eind van het experiment hebben de maan- en marsplanten die verschillen wel ingehaald.” Met al die gewassen kom je al een eind, lijkt ons. “We kunnen met alle gewassen die we kunnen groeien al pizza maken”, lacht hij. “En frieten, anders ga ik niet mee. Maar dan moeten we nog een manier vinden om olie te produceren.”

Niet alleen voor voedsel

In de toekomst wil Wamelink ook testen doen met aardbeien. Er zit veel vitamine E en C in, wat helpt tegen stralingsziekte; die vitaminen maken radicalen in het lichaam onschadelijk zodat het DNA beschermd is. “En aardbeien zijn handiger ten opzichte van citrusvruchten in dat opzicht. Bomen zorgen voor meeste opbrengst per m², maar die hebben meer ruimte nodig. We kijken naar gewassen die een hoge opbrengst leveren op een kleine ruimte. Aardappelen zijn hierin onverslaanbaar. Rogge heeft ook meer ruimte nodig.”

Ook bamboe ziet hij als een haalbaar gewas. Met bamboe kan je meubels maken. “Dan wordt het in de leefruimte wat aangenamer om te wonen.”

Ruimtegroenten, lekker!

Na het derde experiment werd het tijd om de groenten uit te testen met een diner voor groot publiek. Van de aardappelen maakten ze soep en puree, de tomaten en rucola werd blind geproefd. “Iedereen had wel zijn mening over de smaak van de rucola: ‘die van mars is zoeter’, ‘die van de maan’ pittiger,… we beslisten toen om een grondige analyse te doen.” De gewassen werden getest op 600 inhoudstoffen, waaronder koolhydraten en vitaminen. Er was echter geen verschil te vinden tussen mars-, maan- en aardegroenten. “Het is op zich een goed resultaat dat de voedingswaarde hetzelfde blijft. Het verschil in smaak zit hem vooral in de raskeuze, bleek achteraf.”

Over rucola had ieder wel een eigen mening over de smaak.
Over rucola had ieder wel een eigen mening over de smaak. - Foto: Pixabay

Regenwormen, hommels en micro-organismen

In een gezond agrarisch systeem zijn organismen nodig. Regenwormen bijvoorbeeld, want die breken organisch materiaal af en verluchten de bodem. “We konden uit experimenten besluiten dat regenwormen overleven in Mars- en maangrond. Op Mars kregen ze zelfs jongen.”

Verder is bij verschillende plantensoorten bestuiving nodig, bij zelfbevruchters kan bestuiving zorgen voor een betere vruchtzetting en opbrengst. “Ofwel nemen we hommels mee de ruimte in, ofwel moeten we werken met bestuivende robotjes”, klinkt het.

Ten slotte zijn schimmels en bacteriën onmisbaar voor een gezonde bodem. Beide zorgen voor de afbraak van organisch materiaal, en hebben nut voor de plant zelf. Rhizobiumbacteriën bijvoorbeeld, zijn nodig voor de vorming van wortelknolletjes bij vlinderbloemigen zoals doperwten en sommige groenbemesters. “Zo kunnen die planten stikstof binden uit de lucht, voor de bemesting van de bodem.” Schimmels kunnen dan weer in symbiose met plantenwortels zorgen voor een betere nutriëntenopname. Sommige schimmels kunnen zelfs steen afbreken en daar nutriënten uit vrijmaken voor de plant. “Misschien kunnen we zelfs champignons groeien als voedsel”, oppert Wamelink. “Maar eigenlijk weten nog weinig over het gebruik van bacteriën en schimmels op Mars. We weten wel welke bacteriën zorgen voor de afbraak van organisch materiaal, maar niet of ze zonder andere bacteriën kunnen leven. Er is nog veel onderzoek nodig.”

Problemen door zwaartekracht?

Een groot vraagteken is de zwaartekracht, die slechts één derde is van die van de aarde: kunnen hommels dan vliegen en hun werk doen? Door het gewicht van de hommel opent de bloem en kan de hommel tot bij meeldraden te komen. Als dat systeem niet werkt, is er ook geen sprake van bestuiving.

Kunnen we de hommel mee de ruimte innemen of zal die daar problemen hebben met de zwaartekracht?
Kunnen we de hommel mee de ruimte innemen of zal die daar problemen hebben met de zwaartekracht? - Foto: Pixabay

Een tweede vraag is welk effect de lage zwaartekracht heeft op de groeikracht van planten? “We weten dat bij microzwaartekracht planten gewoon groeien, maar de stengels minder stevig zijn en er grotere kans is op omvallen. Je kan het vergelijken met planten in zee, die ook minder stevi ge stengels hebben. We zullen wind moeten creëren: het is bewezen dat de aanwezigheid van wind planten sterker maakt. Aangezien rogge werkt met windbestuiving, zal dat het gewas ook ten goede komen.”

Marlies Vleugels

Lees ook in Akkerbouw

Insecten, duiven en bemesting opvolgen

Granen Medewerkers van het Praktijkpunt Landbouw Vlaams-Brabant zijn opnieuw begonnen met koolzaadpercelen op te volgen en geven hierbij hun eerste adviezen mee. Het LCG volgde dan weer de bladluisdruk in granen op.
Meer artikelen bekijken