Arroz lunar mejorado

Garantizar un suministro sostenible de alimentos es un desafío clave para el establecimiento de bases lunares habitadas. El suelo lunar carece de materia orgánica, y las fuentes esenciales de nitrógeno para las plantas, como el amoníaco y el nitrato, son prácticamente inexistentes.

Unos científicos de la Universidad de Tohoku en Japón y de la JAXA (la agencia espacial japonesa) han ideado recientemente un modo eficaz de superar estas limitaciones.

El equipo de investigación y desarrollo, encabezado por Toshiro Kaneko, de la Universidad de Tohoku, ha creado una tecnología de plasma, energéticamente eficiente y no contaminante, capaz de sintetizar fertilizante nitrogenado a partir de aire atmosférico, como el que podría ser llevado a la Luna para que lo respiren los astronautas.

El nuevo dispositivo de plasma portátil sintetiza selectivamente pentaóxido de dinitrógeno (N₂O₅) a partir del aire atmosférico, consumiendo menos de 100 vatios en el proceso. Este gas producido por plasma se disuelve rápidamente en agua y con ello genera nitrato (NO₃⁻) con una eficiencia de disolución excepcionalmente alta, cercana al 100%.

Posteriormente, Kaneko y sus colegas evaluaron si el agua con N₂O₅ disuelto podría servir como fertilizante nitrogenado local para el cultivo de plántulas de arroz en un sucedáneo de tierra lunar (regolito lunar).

Los experimentos revelaron que la adición de agua con N₂O₅ disuelto al sucedáneo de regolito lunar neutralizó con éxito las condiciones altamente alcalinas, reduciendo su pH de 9,09 a un valor óptimo de 6,76. Esta neutralización liberó nutrientes minerales esenciales atrapados en el regolito, como iones de calcio, magnesio y potasio, lo que permitió a las plantas absorberlos con mayor facilidad.

Simultáneamente, se logró suprimir la liberación de iones de aluminio tóxicos (Al³⁺), que normalmente dificultan el desarrollo de las raíces. La liberación de minerales esenciales y la supresión de los dañinos mejoraron el crecimiento del arroz, sobre todo en comparación con el arroz cultivado únicamente con agua.

Crecimiento del arroz en un sucedáneo de regolito lunar aplicando agua con N₂O₅ disuelto. En comparación con las plantas tratadas solo con agua, las plantas tratadas con la solución de N₂O₅ mostraron un crecimiento notablemente mejorado tres meses después de la siembra. Además, se observó la formación de espigas cuatro meses después de la siembra. Todo indica que la solución de N₂O₅ es eficaz como fertilizante nitrogenado. (Imagen: Toshiro Kaneko)

Los investigadores también descubrieron que el gas, además de actuar como un potente fertilizante nitrogenado, ayuda a fortalecer el sistema inmunológico de las plantas y a mitigar la presencia de características indeseables.

Kaneko y sus colegas exponen los detalles técnicos de las mejoras del cultivo lunar de arroz en la revista académica npj Microgravity, bajo el título “Plasma nitrogen fixation for future lunar agriculture”. (Fuente: NCYT de Amazings)