Концепция выращивания первого поколения растений в лунных оранжереях

Рубрика: 
Науки о жизни в космосе
Козыровская, НА, Заец, ИЕ, Бурлак, АП, Рогуцкий, ИС, Митрохин, АВ, Машковская, СП, Фоинг, Б
Косм. наука технол. 2010, 16 ;(2):70-74
https://doi.org/10.15407/knit2010.02.070
Язык публикации: Английский
Аннотация: 
Возможность выращивать растения в оранжереях является необходимым условием для обеспечения совершенной системой жизнеобеспечения для людей, которые дежурят на лунной базе. Растения будут давать свежую пищу, кислород и чистую воду для исследователей, живущих на лунной базе. Концепция первого поколения растений, выращенных на лунной базе, предполагает, что растения будут играть основную роль в формировании протогрунта надлежащего плодородия, необходимого для выращивания растений последующих поколений (пшеница, рис и т.д.) при низких затратах. В цикле регенеративных систем жизнеобеспечения остатки растения первого поколения может быть преобразовано микроорганизмами в компост. Для снижения затрат на ранних миссиях на Луну на растениеводство было бы целесообразно в месячных оранжереях использовать местный материал, месячный реголит. Использование микроорганизмов для инокуляции растений с целью извлечения элементов из реголита для питания растений, ослабление действия месячных стрессовых условий, компостирования растений и силикатных пород, необходимого для формирования протогрунта, является ключевой идеей в предыдущем сценарии выращивания растений-пионеров для лунной базы.
Ключевые слова: лунный реголит, микроорганизмы, растения
Полный текст (PDF)
References: 
2.  Baur P. S., Clark R. S., Walkinshaw C. H., et al. Uptake and translocation of elements from Apollo 11 lunar mate­rial by lettuce seedlings // Phyton. — 1974. — N 32. — P. 133—142.
3.  Bérczi Sz, Józsa S., Szakmdny G., et al. Studies of solar sys­tem cumulate rocks from NASA Lunar set and NIPR Mar­tian meteorites // EPSC2008-A-00272, European Plan­etary Science Congress, EPSC Abstracts. — 2008. — Vol. 3.
4.  Bond P. L., Smriga S. P., Banfield J. F. Phylogeny of mi­croorganisms populating a thick, subaerial, predominant­ly lithotrophic biofilm at an extreme acid mine drainage site // Appl. Environ Microbiol. — 2000. — 66. — P. 3842—3849.
5.  Brown I., Sarkisova S. A., Garrison D. H. Bioweathering of lunar and Martian rocks by cyanobacteria: a resource for Moon and Mars exploration // Lunar and Planetary Sci­ence. — 2008. — 34. —1673 pdf
6.  Burd G. I., Dixon D. G., Glick B. R. Plant growth-promot­ing bacteria that decrease heavy metal toxicity in plants // Can. J. Microbiol. — 2000. — 46, N 3. — P. 237—245.
7.  Edwards K. J., Bond P. L., Gihring T. M., et al. An archaeal iron-oxidizing extreme acidophile important in acid mine drainage // Science. — 2000. — 287, N 5459. — P. 1796— 1799.
8.  García-Pichel F. Plausible mechanisms for the boring on carbonates by microbial phototrophs // Sediment. Geol. — 2006. — 185. — P. 205—213.
9.  Gros J. B., Poughon L., Lasseur C, et al. Recycling effi­ciencies of C, H, O, N, S, and P elements in a Biologi­cal Life Support System based on microorganisms and higher plants // Adv. Space Res. — 2003. — 31, N 1. — P. 195—199.
10. Faisal M., Hasnain S. Bacterial Cr(VI) reduction concur­rently improves sunflower (Helianthus Annuus L.) growth // Biotechnol Lett. — 2005. — 27, N 13. — P. 943—947.
11.  Ferl R. J., Paul A.-L. Plants in long term lunar explo­ration // NLSI Lunar Science Conference (July 20—23, 2008, California). — California, 2008. — 2159.pdf
12.  Foing B. H, Bhandari N., Goswami J. N., et al. Udaipur Lunar Declaration 2004 // Adv. Space Res. — 2008. — 42. — P. 240—241.
13. Friedmann E. I., Hua M., Ocampo-Friedmann R. Terraform-ing Mars: dissolution of carbonate rocks by cyano bacteria // J. Br. Interplanet Soc. — 1993. — 46. — P. 291—292.
14.  Johnson P. H., Walkinshaw C. H., Martin J. R., et al. El­emental analysis of Apollo 15 surface fines used in biologi­cal studies in the Lunar Receiving Laboratory // BioSci­ence. — 1972. — 22. — P. 96—99.
15.  Johnston R. S., Mason I. A., Wooley B. C. Biomedical results of Apollo // NASA Spec. Publ. — 1975. — P. 407—424.
16. Kandler O. The early diversification of life // Nobel Symp. — 1994. — 84. — P. 152—160.
17. Kozyrovska N. O., Korniichuk O. S., Voznyuk T. M., et al. Microbial community in a precursory scenario of growing Tagetes patula L. in a lunar greenhouse // Kosm. Nauka Technol. (Space Sci. Technol.). — 2004. — 10, N 5/6. — P. 221—225.
18. Kozyrovska N. O., Korniichuk O. S., Voznyuk T. M., et al. Growing pioneer plants for a lunar base // Adv. Space Res. — 2006. — 37. — P. 93—99.
19. Lemanceau P., Bakker P. A., De Kogel W. J. Effect of pseudo bactin 358 production by Pseudomonas putida WCS358 on suppression of fusarium wilt of carnations by nonpathogenic Fusarium oxysporum Fo47 // Appl. Envi­ron. Microbiol. — 1992. — 58, N 9. — P. 2978—2982.
20. Liu H., Yu C. Y., Manukovsky N. S., et al. A conceptual configuration of the lunar base bioregenerative life sup­port system including soil-like substrate for growing plants // Adv. Space Res. — 2008. — 42. — P. 1080—1088.
21. Liu J., Maldonado-Mendoza I., Lopez-Meyer M., et al. Arbuscular mycorrhizal symbiosis is accompanied by lo­cal and systemic alterations in gene expression and an increase in disease resistance in the shoots // Plant J. — 2007. — 50, N 3. — P. 529—544.
22. Lytvynenko T., Zaetz I., Voznyuk T. M., et al. A rationally assembled microbial community for growing Tagetes pat-ula L. in a lunar greenhouse // Res. Microbiol. — 2006. — 157. — P. 87—92.
23. Mashkovska S. P. An accumulation and a role of the vola­tile oils in forming the allelopathic potential in marigold (Tagetes L.) // Dopovidi Natzionalnoi Akademii Nauk Ukrainy (Proc. Nat. Acad. Sci. Ukraine). — 2003. — 6. — P. 167—170 (Ukr.).
24. Maurhofer M., Hase C., Meauwly P., et al. Induction of systemic resistance of tobacco to tobacco necrosis virus by the rootcolonizing Pseudomonas fluorescens strain CHA0: influence of the gacA gene and of pyoverdine production // Phytopathology. — 1994. — 84. — P. 139—146.
25. Monje O., Stutte G. W., Goins G. D. Farming in space: Environmental and biophysical concernsn // Adv. Space Res. — 2003. — 31. — P. 151—167.
26.  Mytrokhyn O. V., Bogdanova S. V., Shumlyanskyy L. V. Anorthosite rocks of Fedorivskyy suite (Korosten Pluton, Ukrainian Shield) // Current problems of geological sci­ence. Eds. Kyiv State University, Kyiv, 2003. — P. 53—57.
27. Mytrokhyn O. V., Bogdanova S. V., Shumlyanskyy L. V. Poly baric chrystalization of Korosten Plyton anortosites (Ukrainian shield) // Mineral. J. — 2008. — 30 (12). — P. 36—56 (Ukr).
28. Natarajan K. A., Modak J. M., Anand P. Some microbio­logical aspects of bauxite mineralization and beneficiation // Miner. Metallurg. Proces. — 1997. — 14. — P. 47—53.
29. Pace N. R. A molecular view of microbial diversity and the biosphere // Science. — 1997. — 276. — P. 734—740.
30. Paul A.-L., Ferl R. J. Telemetric biology: evaluating in situ resources for biological payloads in a lunar lander // Joint Annual Meeting of LEAG-ICEUM-SRR (28—30 Oct 2008, Florida). — Florida, 2008. — 4070 pdf.
31. Pieterse C. M. J., Van Wees S. C. M., Van Pelt J. A., et al. A novel signaling pathway controlling induced systemic resistance in Arabidopsis // Plant Cell. — 1998. — 10. — P. 1571—1580.
32. Podolich O. V., Ardanov P. E., Voznyuk T. M., et al. Endo-phytic bacteria from potato in vitro activated by exogenic non-pathogenic bacteria // Biopolym. Cell. — 2007. — 23, N 1. — P. 21—28.
33. Tikhomirov A. A., Ushakova S. A., Manukovsky N. S. Mass exchange in an experimental new-generation life support system model based on biological regeneration of environ­ment // Adv. Space Res. — 2003. — 31. — P. 1711—1720.
34. Tikhomirov A. A., Ushakova S. A., Manukovsky N. S. Syn­thesis of biomass and utilization of plant wastes in a physi­cal model of biological life-support system // Acta Astro­naut. — 2003. — 53. — P. 249—257.
35. Ushakova S. A., Zolotukhin I. G., Tikhomirov A. A., et al. Some methods for human liquid and solid waste utilization in bioregenerative life-support systems // Appl. Biochem. Biotechnol. — 2008. — 151, N 2–3. — P. 676—685.
36. Walkinshaw C. H., Sweet H. C., Venketeswaran S., et al. Results of Apollo 11 and 12 quarantine studies on plants // BioScience. — 1970. — 20. — P. 1297—1302.
37.  Walkinshaw C. H., Galliano S. G. New crops for space bases // Advances in new crops / Eds J. Janick, J. E. Si­mon. — Timber Press, 1990. — P. 532—535.
38.  Walkinshaw C. H., Johnson P. H. Analysis of vegetable seedlings grown in contact with Apollo 14 lunar surface fines // HortScience. — 1971. — 6. — P. 532—535.
39. Weete J. D., Walkinshaw C. H. Apollo 12 lunar material – effects on plant pigments // Can. J. Bot. – 1972. — 50, N 1. — P. 101—104.
40. Yang J., Kloepper J. W., Ryu C. M. Rhizosphere bacteria help plants tolerate abiotic stress // Trends Plant Sci. — 2009. — 14, N 1. — P. 1—4.

41. Zaetz I., Voznyuk T., Kovalchuk M., et al. Optimization of plant mineral nutrition under growth-limiting conditions at a lunar greenhouse // Kosm. Nauka Technol. (Space Sci. Technol.). — 2006. — 12, N 4. — P. 1—8.