Welkom bij
Moderne landbouw
!
Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het oorspronkelijke artikel.
Uitzoeken hoe mensen in de ruimte te voeden, is een belangrijk onderdeel van een grotere inspanning om de levensvatbaarheid van langdurige menselijke bewoning van buitenaardse omgevingen aan te tonen. Op 12 mei 2022 kondigde een team van wetenschappers aan dat ze met succes planten hadden gekweekt met behulp van maangrond verzameld tijdens de Apollo-maanmissies. Maar dit is niet de eerste keer dat wetenschappers hebben geprobeerd planten te kweken in bodems die normaal gesproken geen leven bieden.
Ik ben historicus van de Antarctische wetenschap. Het kweken van planten en voedsel in het uiterste zuiden van de aarde is al meer dan 120 jaar een actief onderzoeksgebied. Deze inspanningen hebben bijgedragen tot een beter begrip van de vele uitdagingen van de landbouw in extreme omgevingen en hebben uiteindelijk geleid tot beperkte, maar succesvolle plantenteelt op Antarctica. En vooral na de jaren zestig begonnen wetenschappers dit onderzoek expliciet te zien als een springplank naar menselijke bewoning in de ruimte.
Dit schilderij toont een kamer aan boord van het Antarctische onderzoeksschip Discovery, waar de eerste planten werden gekweekt met aarde uit Antarctica. Hulton Archive/Stringer via Getty Images
De eerste pogingen om planten te kweken op Antarctica waren voornamelijk gericht op het verstrekken van voeding aan ontdekkingsreizigers.
In 1902 was de Britse arts en botanicus Reginald Koettlitz de eerste persoon die voedsel verbouwde op Antarctische bodems. Hij verzamelde wat aarde van McMurdo Sound en gebruikte het om mosterd en tuinkers te kweken in dozen onder een dakraam aan boord van het expeditieschip. De oogst was meteen gunstig voor de expeditie. Koettlitz produceerde genoeg dat tijdens een uitbraak van scheurbuik, de hele bemanning de greens at om hun symptomen te helpen voorkomen. Dit vroege experiment toonde aan dat Antarctische bodem productief zou kunnen zijn en wees ook op de voedingsvoordelen van vers voedsel tijdens poolexpedities.
Vroege pogingen om planten direct in Antarctische landschappen te kweken waren minder succesvol. In 1904 stuurde de Schotse botanicus Robert Rudmose-Brown zaden van 22 koude-tolerante Arctische planten naar het kleine, ijskoude Laurie-eiland om te zien of ze zouden groeien. Alle zaden zijn niet ontkiemd, wat Rudmose-Brown toeschreef aan zowel de omgevingsomstandigheden als de afwezigheid van een bioloog om hun groei te helpen inluiden.
Er zijn veel meer pogingen gedaan om niet-inheemse planten in het Antarctische landschap te introduceren, maar over het algemeen hebben ze niet lang overleefd. Hoewel de grond zelf enig plantenleven zou kunnen ondersteunen, was de barre omgeving niet vriendelijk voor plantenteelt.
De enige manier om met succes voedsel te verbouwen in de koude omgeving van Antarctica is in een kas, zoals deze op McMurdo Station. Eli Duke/Flickr, CC BY-SA
Tegen de jaren veertig waren veel landen begonnen met het opzetten van onderzoeksstations voor de lange termijn op Antarctica. Omdat het onmogelijk was om buiten planten te kweken, namen sommige mensen die op deze stations woonden het op zich om kassen te bouwen om zowel voedsel als emotioneel welzijn te bieden. Maar ze realiseerden zich al snel dat de Antarctische bodem van te slechte kwaliteit was voor de meeste gewassen behalve mosterd en tuinkers, en meestal verloor het zijn vruchtbaarheid na een jaar of twee. Vanaf de jaren zestig begonnen mensen over te schakelen op de grondloze methode van hydrocultuur, een systeem waarbij je planten kweekt met hun wortels ondergedompeld in chemisch verbeterd water onder een combinatie van kunstlicht en natuurlijk licht.
Hydrocultuursystemen kweken planten zonder dat er aarde nodig is. Eli Duke/Flickr, CC BY-SA
Door hydrocultuurtechnieken in kassen te gebruiken, gebruikten fabrieksproductiefaciliteiten de Antarctische omgeving helemaal niet om gewassen te verbouwen. In plaats daarvan creëerden mensen kunstmatige omstandigheden.
In 2015 waren er minstens 43 verschillende faciliteiten op Antarctica waar onderzoekers ooit planten hadden gekweekt. Hoewel deze faciliteiten nuttig waren voor wetenschappelijke experimenten, waardeerden veel Antarctische bewoners het om in de winter verse groenten te kunnen eten en beschouwden deze faciliteiten als enorme voordelen voor hun psychisch welzijn. Zoals een onderzoeker het uitdrukte, zijn ze "warm, helder en vol groen leven - een omgeving die je mist tijdens de Antarctische winter."
Op het Zuidpoolstation Amundsen-Scott hebben onderzoekers sinds 2004 experimenten uitgevoerd om de groeiomstandigheden in de ruimte na te bootsen. Daniel Leussler/Wikimedia Commons, CC BY-SA
Toen de permanente menselijke bezetting van Antarctica in het midden van de 20e eeuw toenam, begon de mensheid ook aan haar opmars in de ruimte - en specifiek naar de maan. Vanaf de jaren zestig begonnen wetenschappers die voor organisaties als NASA werkten het vijandige, extreme en buitenaardse Antarctica te beschouwen als een handige analogie voor ruimteverkenning, waar landen ruimtetechnologieën en -protocollen konden testen, inclusief de productie van planten. Die interesse hield aan tot het einde van de 20e eeuw, maar pas in de jaren 2000 werd ruimte een primair doel van enig Antarctisch landbouwonderzoek.
In 2004 werkten de National Science Foundation en het Controlled Environment Agriculture Center van de University of Arizona samen om de South Pole Food Growth Chamber te bouwen. Het project was bedoeld om het idee van landbouw met gecontroleerde omgeving te testen - een manier om de plantengroei te maximaliseren en tegelijkertijd het gebruik van hulpbronnen te minimaliseren. Volgens de architecten bootste de faciliteit de omstandigheden van een maanbasis nauw na en bood het "een analoog op aarde voor enkele van de problemen die zich zullen voordoen wanneer de voedselproductie wordt verplaatst naar woningen in de ruimte." Deze faciliteit blijft het Zuidpoolstation voorzien van aanvullend voedsel.
Sinds de bouw van de South Pole Food Growth Chamber heeft de Universiteit van Arizona samengewerkt met NASA om een vergelijkbaar prototype maankas te bouwen.
Het internationale ruimtestation is de thuisbasis van een kleine moestuin die kleine hoeveelheden voedsel aan de bemanning levert. NASA
Toen mensen tegen het einde van de 20e eeuw langere tijd in de ruimte doorbrachten, begonnen astronauten de lessen te gebruiken van een eeuw plantengroei op Antarctica.
In 2014 installeerden NASA-astronauten het groenteproductiesysteem aan boord van het internationale ruimtestation om plantengroei in microzwaartekracht te bestuderen. Het jaar daarop oogstten ze een kleine oogst sla, waarvan ze een deel met balsamicoazijn aten. Net zoals Antarctische wetenschappers jarenlang hadden beweerd, beweerde NASA dat de voedingswaarde en psychologische waarde van verse producten "een oplossing is voor de uitdaging van langdurige missies naar de verre ruimte".
EDEN ISS is het nieuwste experiment dat is ontworpen om een voedselproductiefaciliteit op de maan na te bootsen en kan met succes een bemanning van zes personen voeden. DLR Duits ruimtevaartcentrum/Flickr, CC BY
Antarctisch onderzoek speelt tot op de dag van vandaag een belangrijke rol voor de ruimte. In 2018 lanceerde Duitsland een project op Antarctica, EDEN ISS genaamd, dat zich richtte op technologieën voor het kweken van planten en hun toepassingen in de ruimte in een semi-gesloten systeem. De planten groeien in de lucht, terwijl misters chemisch verbeterd water op hun wortels spuiten. In het eerste jaar was EDEN ISS in staat om voldoende verse groenten te produceren om een derde van het dieet voor een zeskoppige bemanning te omvatten.
Net als in de Antarctische geschiedenis staat de vraag hoe planten te kweken centraal in elke discussie over mogelijke menselijke nederzettingen op de maan of Mars. Mensen gaven uiteindelijk de inspanningen op om het harde Antarctische landschap te cultiveren voor voedselproductie en wendden zich tot kunstmatige technologieën en omgevingen om dit te doen. Maar na meer dan een eeuw oefenen en het gebruik van de modernste technieken, heeft het voedsel dat op Antarctica wordt verbouwd, nooit lang veel mensen kunnen ondersteunen. Voordat je mensen naar de maan of Mars stuurt, is het misschien verstandig om eerst te bewijzen dat een nederzetting op zichzelf kan overleven te midden van de bevroren zuidelijke vlaktes van de aarde.
Daniella McCahey is universitair hoofddocent geschiedenis aan de Texas Tech University. Haar onderzoek probeert het Antarctische continent, de zeeën en de atmosfeer te verbinden met thema's in de moderne wereldgeschiedenis.
