Les plantes de trèfle cultivées dans des sols semblables à Mars connaissent une croissance significativement plus élevée lorsqu'elles sont inoculées avec des bactéries symbiotiques fixatrices d'azote que lorsqu'elles ne sont pas inoculées. Franklin Harris de l'Université d'État du Colorado, NOUS., et ses collègues présentent ces résultats dans la revue en libre accès PLOS UN le 29 septembre, 2021.

Au fur et à mesure que la population de la Terre augmente, des chercheurs étudient la possibilité de cultiver les sols martiens, ou "régolithe". Cependant, le régolith manque de certains nutriments essentiels aux plantes, y compris certaines molécules azotées dont les plantes ont besoin pour vivre. Par conséquent, l'agriculture sur Mars nécessitera des stratégies pour augmenter la quantité de ces composés azotés dans le régolithe.

Harris et ses collègues émettent l'hypothèse que les bactéries pourraient jouer un rôle rentable en rendant les sols martiens plus fertiles. Sur Terre, les bactéries présentes dans les sols aident à convertir ou à "fixer" l'azote atmosphérique en molécules dont les plantes ont besoin. Certains de ces microbes ont des relations symbiotiques avec les plantes, dans lequel ils fixent l'azote dans les nodules trouvés sur les racines des plantes.

Pour explorer un rôle possible pour les bactéries symbiotiques fixatrices d'azote dans l'astroagriculture, les chercheurs ont fait pousser du trèfle dans un régolithe artificiel qui correspond étroitement à celui de Mars. Ils ont inoculé à certaines plantes le microbe Sinorhizobium meliloti, qui se trouve couramment dans les nodules de racine de trèfle sur Terre. Des recherches antérieures avaient montré que le trèfle peut être cultivé dans du régolithe, mais n'avait pas exploré l'inoculation avec des fixateurs d'azote.

Les chercheurs ont découvert que le trèfle inoculé présentait une croissance des racines et des pousses de 75 % supérieure à celle du trèfle non inoculé. Cependant, le régolithe entourant les plantes inoculées n'a montré aucun signe d'élévation du NH4, une molécule essentielle contenant de l'azote pour les plantes, par rapport au régolithe entourant les plantes non inoculées.

Ces résultats suggèrent que les microbes symbiotiques ont stimulé la croissance du trèfle, mais n'a pas entraîné une production excessive de composés azotés que d'autres plantes poussant à proximité pourraient hypothétiquement utiliser. Les chercheurs ont également cultivé du trèfle dans du terreau et ont noté certaines différences dans la relation symbiotique lorsqu'ils ont comparé les plantes cultivées dans le régolithe par rapport au sol.

Ces résultats suggèrent la possibilité que la symbiose entre les plantes et les bactéries fixatrices d'azote pourrait aider l'agriculture sur Mars. Les recherches futures pourraient continuer à explorer de telles relations avec d'autres cultures et à résoudre les problèmes de toxicité des plantes dans le régolithe.

Les auteurs ajoutent :« Cette étude montre qu'il a été démontré que la bactérie formant des nodules Sinorhizobium meliloti nodule dans le régolithe martien, améliorant considérablement la croissance du trèfle (Melilotus officinalis) dans un essai en serre. Ce travail augmente notre compréhension de la façon dont les interactions des plantes et des microbes aideront les efforts pour terraformer le régolithe sur Mars. »