Kan man dyrke planter på andre planeter?

🔍 Introduktion

Kan man gennem systematisk registrering af spiringshastighed og vækst analysere, hvordan man kan bygge en beholder til at dyrke planter på en anden planet?

🛟 Sikkerhed

VIGTIGT – læs dette sikkerhedsafsnit, inden du går i gang!

Opmærksomhed

• De bestrålede frø udgør ikke en sikkerhedsrisiko, da de ikke udsender radioaktiv stråling.
• Derimod skal forholdsreglerne følges nøje, hvis der anvendes UV-C stråling – må kun udføres af eller sammen med læreren eller under nøje opsyn!
• Hold alle faktorer som vandmængde, placering osv. så ens som muligt, så det primært er planternes strålingsmængde, der er forskellige.

Forholdsregler

• Strålingskilder: Hvis der anvendes UV-C-lamper til at simulere kosmisk stråling, må planterne kun bestråles i en lukket, lystæt boks. UV-C lys er ekstremt skadeligt for øjne og hud. Lamperne må aldrig tændes, mens boksen er åben.
• Håndtering af nærigsfattig jord: Sandet jord kan være meget finkornet og støvende. Brug evt. støvmaske og beskyttelsesbriller under opblanding for at undgå indånding af partikler.

Førstehjælp

• UV-eksponering på hud/øjne: Skulle en elev kigge direkte ind i en tændt UV-lampe eller opleve svie på huden, skal strålingskilden straks slukkes, og læreren skal underrettes. Ved øjenirritation skylles øjnene med en øjenskyllerflaske, og læge opsøges ved vedvarende ubehag.
• Støv i øjnene: Hvis der spredes jordstøv i ansigtet, skal øjnene straks skylles grundigt med rindende vand eller øjenskyl.

Oprydning

• Efter såning skal alle arbejdsborde tørres af med en fugtig klud for at fjerne jord- og frørester.
• UV-bokse adskilles, pakkes ned og ledninger rulles pænt sammen efter lærerens anvisning. Handsker og masker smides i skraldespanden.

🛠️ Materialer

I skal bruge følgende:

• Frø (fx bestrålet radissefrø) eller mos
• Universal gødning eller cyanobakterier
• Plastflasker (1,5-2L flaske)
• Vækstmedie (muldjord eller næringsfattig Mars-jord)
• Sten, leca-kugler, kul
• Stanniol/alufolie
• Lys, vækstlys, UV-lys
• Pakketape eller gaffatape
• Saks/hobbykniv
• Målebånd/lineal
• Computer

🚀 Vejledning

Følg vejledningen trin for trin:

A) Design plantekuvøse

På grund af D. Trumps besparelser af NASA, kan I kun designe jeres minidrivhus (plantekuvøse) med materialerne fra materialelisten ovenover, som kan overholde følgende krav:

Jeres plantekuvøse er en beskyttet beholder, hvori planter kan leve (og evt. formere sig). I beholderen skal planten have mulighed for at udnytte den stråling, den har gavn af og samtidig beskyttes mod ioniserende stråling, der kan skade den. Derudover skal beholderen kunne lukkes helt i et lukket kredsløb, men kunne åbnes i nødstilfælde. Der er ikke meget plads på de første rumkolonier, så plantekuvøserne må ikke være større end 100x100x100 cm – gerne mindre.

1. Inddel jer i designgrupper.
2. Kom med de bedste forslag til design ud fra materialerne.
3. Argumenter i fællesskab for jeres design.
4. Bliv i fællesskab enig om et fælles udgangspunkt til en plantekuvøse.
5. I må gerne forbedre jeres design undervejs.

B) Byg plantekuvøsen

Når I er blevet enige om et design, kan I påbegynde byggefasen. Følgende er forslag til design af plantekuvøsen:

• Beholder: Man kan bruge bunden og toppen af store, gennemsigtige 2L plastikflasker, som skæres næsten midt over, hvis den skal kunne vippes åben.
• Bunden af drivhuset (jordbunden): Her designes et jordsystem hvor hurtigtvoksende planter kan vokse (fx karse, som spirer på få dage).
• Toppen af drivhuset (kuplen): Her designes beskyttelsen i fx i en papkasse udenom. Der kan monteres alufolie til at reflektere lyset, “faldskærme” eller stødabsorbering på ydersiden, så drivhuset hypotetisk kan klare en landing og beklædes med designede strålingsafskærmning.
• Forsegling: Ønsker man at gøre drivhuset mere til en flaskehave (hvilket gør målinger mere kompliceret), kan flaskens tapes fuldstændig tæt med gennemsigtig pakketape eller gaffatape.

C) Jordbund i plantekuvøsen

Forbered jeres jordbund i flasken på følgende måde:

1. Drænlag: læg fx nok leca-kugler til at dække bunden med et lag på 2 cm.
2. Rensning: ca. 2-3 spiseskefulde knus kul lægges som et fint lag lige oven på drænlaget for at modvirke svamp.
3. Jordtype: ca. 1/3 (4 dl) af flasken dækkes med jord (fx alm muldjord eller næringsfattig Mars-regolit) ovenpå drænlaget, til at skabe et solidt vækstlag på 4-5 cm oven på kullet.

Mars-regolit
Den nærigsfattige jordtype kan evt. laves med inspiration fra Mars-regolitten, som primært består af finkornet basalt og jernoxid. Dette kan efterlignes med en simpel blanding på henholdsvis 95% sand (gerne bagt i ovn for at fjerne væske og mikroorganiser) og 5% Jern(III)oxid (Fe2O3) – evt blandet med lidt ler eller kaffegrums.

D) Beplantning af plantekuvøsen

• I får af NASA specielt udviklet frø, som I får udleveret til jeres plantekuvøse.
• Så præcis det samme antal frø (f.eks. 3-5 frø pr. beholder).
• Så kun én type frø pr. flaske, hvis man dyrker i en lukket beholder på denne måde.

OBS: Almindelige frø vokser i højst i 2-4 uger, hvorefter de dør. Vil man gerne holde liv i flasken, kan man udover de alm frø plante 2-3 små totter skovmos, som er vandt til stor fugtighed, direkte oven på jordoverfladen og trykke dem ganske let fast.

E) Forsegling af plantekuvøsen

1. Det sværeste ved lukkede systemer med sandjord er at ramme den rette fugtighed. Sand binder ikke vandet på samme måde som pottemuld, så jorden må aldrig være sjaskvåd – kun let fugtig som en opvredet svamp!
2. Når I har vandet jeres plantekuvøsen, forsegler I den lufttæt. I kan evt. tilføje lidt ekstra CO₂ inden, for at simulere atmosfæren på Mars.
3. Efter forseglingen, skal plantekuvøsen placeret et sted, hvor den kan stå stort set uforstyrret resten af tiden.

Samlet væskemængde
Under 1 dl (fx 75–90 ml) – evt. med gødningsblanding.

F) Miljøfaktorer for plantekuvøsen

Belysning:

• Det anbefales at bruge (lilla) vækstlys til fremfor kraftige lyspærer.
• Hvis I ikke bruger vækstlys, kan en plads med lidt afstand til et solrigt vindue sagtens bruges.
• I kan evt. måle lysmængden med en micro:bit. Hent koden herunder.

Temperatur:

• Hold desuden så vidt muligt temperaturen konstant under plantedyrkningen.
• Fotosyntese fungerer bedst ved tæt på kropstemeratur.
• Pas på, at beholderen ikke overopheder i direkte sollys!
• Mål evt. temperaturen med digitalt termometer i plantekuvøsen eller med micro:bit udenfor. Hent koden herunder.

G) Målinger/databehandling af plantekuvøsen

• Notér i en logbog dagligt (mindst 3 gange) over de næste par uger, hvor mange frø der spirer (spireprocent).
• Mål med en lineal højden på de 5 højeste planter i hver plantekuvøse for at overvåge væksthastigheden.
• Når forsøget er slut, skal dataene samles og behandles i et regneark, så resultaterne kan formidles overskueligt og bruges til den naturfaglige argumentation.
• For at få overblik over jeres målinger, skal I opbygge et måleskema i Excel. Hvis I f.eks. har målt sluthøjden på planterne efter 10 dage, opstilles tabellen således:
  1. Hent regnearket herunder og indtast jeres målinger.
  2. Markér kolonnen med Strålingsmængde og kolonnen med Gennemsnitlig højde.
  3. Indsæt et XY-punktplot (med kurve eller blot punkter). Dette viser tydeligt tendensen for, hvordan øget stråling påvirker den biologiske trivsel.
  4. Tilføj evt fejlbjælker (standardafvigelse): Klik på datapunkterne i grafen -> Tryk på + (Diagramelementer) -> Vælg Fejlbjælker -> Indstil dem til “Brugerdefineret” og vælg din udregnede kolonne for standardafvigelse. Dette viser visuelt, hvor stor usikkerhed eller variation der har været i planternes vækst.

💬 Opsamling

Prøv at svare på følgende spørgsmål:

• Hvilken sammenhæng ser I mellem strålingsmængden og spireprocenten/væksten?
• Hvad fortæller fejlbjælkerne jer? Var væksten stabil, eller muterede/varierede de bestrålede planter markant mere i størrelse end kontrolgruppen?