home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ NetNews Usenet Archive 1992 #31 / NN_1992_31.iso / spool / sci / space / 18616 < prev    next >
Encoding:
Text File  |  1993-01-03  |  10.4 KB  |  261 lines

  1. Newsgroups: sci.space
  2. Path: sparky!uunet!usc!wupost!udel!rochester!cantaloupe.srv.cs.cmu.edu!crabapple.srv.cs.cmu.edu!Taber@bio2.com
  3. From: Taber@bio2.com
  4. Subject: Biosphere 2 Agriculture
  5. Message-ID: <C0Awy0.D43.1@cs.cmu.edu>
  6. X-Added: Forwarded by Space Digest
  7. Sender: news+@cs.cmu.edu
  8. Organization: [via International Space University]
  9. Original-Sender: isu@VACATION.VENARI.CS.CMU.EDU
  10. Distribution: sci
  11. Date: Sun, 3 Jan 1993 23:22:17 GMT
  12. Approved: bboard-news_gateway
  13. Lines: 246
  14.  
  15.  
  16.  
  17.  
  18.  
  19. My name is Jane Poynter, the Biospherian in charge
  20. of the Field Agricutlure Systems inside Biosphere
  21. 2.  Taber MacCallum has given progress reports on
  22. Biosphere 2 and given general outlines.  I thought
  23. I would give a brief outline of the Agriculture
  24. Biome of Biosphere 2.  What I write here are my
  25. own opinions and not to be taken as opinions held
  26. by Space Biospheres Ventures.
  27.  
  28. The Biosphere 2 Agriculture covers an area of
  29. approximately 0.5 acres, which includes the field
  30. agriculture, orchard and domestic animal barns.
  31. It was designed to produce enough food for the 8
  32. biospherians and domestic animals (goats and
  33. chickens), to be non polluting and totally
  34. recycling.
  35.  
  36. Our main staples are beans (mostly a tropical
  37. variety called hyacinth bean, or lab lab), rice,
  38. wheat, sorghum, sweet potatoes, taro, bananas
  39. (green as a starch and ripe as a fruit), papayas
  40. (also green as a vegetable and ripe as a fruit),
  41. peanuts (which give us a large percentage of our
  42. daily fat intake), and of course all sorts of
  43. vegetables such as carrots, squash, eggplant,
  44. tomatoes, chilis, bell peppers, beets and lots of
  45. greens.
  46.  
  47. >From the animals we get mainly milk and eggs.
  48. Meat is quite a luxury, eaten once a week and for
  49. feasts.  We currently have 4 African Pigmy does,
  50. one buck and 2 kids, 10 hens, 2 cocks and 3
  51. pullets.  There are also tilapia fish in the rice
  52. paddies which live off the azolla (a small water
  53. fern which grows on the surface of the water) and
  54. the small crustacea and insect larvae in the water
  55. and mud.  At the outset of the experiment we had
  56. included a breeding pair of Ossabaw Ferrel Swine,
  57. which are a medium sized pig, somewhat larger than
  58. the Vietnamese Potbellied Pig, but much smaller
  59. than a farm pig.  The boar weighed 110 lbs.
  60. However, it became increasingly clear that this
  61. pig, and probably any pig, is not suitable for
  62. this agriculture system at its current level of
  63. production.  There was no starch available for the
  64. pigs, as had been thought there would be when the
  65. decision was made to include the pigs.  I am sure
  66. that this agriculture system will go through many
  67. phases of evolution as we discover what works and
  68. what does not, and how to improve on existing
  69. systems.
  70.  
  71. We use no polluting pesticides to control pest
  72. outbreaks.  We use soap and other such sprays
  73. where necessary, and use many of the commonly used
  74. methods of integrated pest programmes.  We also do
  75. not use chemical fertilisers, but recycle waste
  76. products.  Animal wastes and crop residues not fed
  77. to the domestic animals are composted, human
  78. waste, the wash down from animal barns and the
  79. waste water from the human habitat is cycled
  80. through a marsh waste recycling system.  Our
  81. nutrient recycling in the agriculture is therefore
  82. essentially a closed loop.  There are some
  83. nutrients that may be tied up in forms
  84. unretrievable by plants in the long run, and this
  85. is a possible problem that we may have to face in
  86. the future.
  87.  
  88. As in all new ventures there have been problems
  89. which we are currently attempting to solve, and
  90. doubtless there will be many more challenges along
  91. the way to reaching the afore mentioned goals.
  92. Some of our main problems have been in pest
  93. management which has led to problems with crop
  94. diversity.  Light levels are also of concern as
  95. the plants receive approximately 45% ambient
  96. light. This is because of the shading of the
  97. structure and glass.  The pest problems have
  98. arisen because, despite efforts to introduce a
  99. wide variety of predators and parasites on several
  100. occasions, before closure and once during closure,
  101. the food web is by no means complex enough to
  102. handle the fluxes in pest populations.  We have
  103. also seen the development of damaging population
  104. levels of broad mites which we did not see before
  105. closure at all. This tiny mite has devastated
  106. white potatoes, and is now attacking our sweet
  107. potatoes, despite efforts to control it by
  108. spraying vegetable oil (which we have found to be
  109. the most effective non-toxic spray to date) and to
  110. lower levels of relative humidity as far as
  111. possible as this seems to be the most effective
  112. method of population control.
  113.  
  114. Because of this and other pest and disease
  115. problems our species diversity has been diminished
  116. in the agriculture which of course does not help
  117. in itself.  We begin to rely on fewer and fewer
  118. crops for our main staples, which is not a healthy
  119. situation to be in, especially when one's lively
  120. hood relies upon the crops' success.  Species
  121. diversity is an important factor to consider in
  122. any agriculure system as it is necessary to have
  123. several crops that perform the same funtion in the
  124. diet (such as white potato and sweet potato).
  125. Unpredictable growing conditions may arise and one
  126. crop may do well where the other may fail.
  127. Diversity is also important to maintain an
  128. interesting diet, one aspect of keeping high
  129. morale among the crew of any long expedition.
  130. Both the pest problems and the species diversity
  131. are problems that we are currently trying to
  132. solve, but will also be a large part of the work
  133. being done during the transition phase betwen this
  134. 2 year experiment and the next one year
  135. experiment.
  136.  
  137. Then there is the problem of light: the plants
  138. will indeed grow and produce under the existing
  139. light levels, but it makes the plants somewhat
  140. etiolated and much more susceptible to disease and
  141. prone to pest infestations.
  142.  
  143. People have often asked what the Biosphere 2
  144. Agriculture system has to do with space
  145. exploration, habitation.  There are several
  146. answers to that question, but the general answer
  147. is in long term colinization of planets, and
  148. eventually even the totally man made space
  149. colonies as in Gerard O'Neill's vision of the High
  150. Frontier.  There are indeed many methods of
  151. growing plants.  NASA is doing great work in the
  152. realms of hydroponics for maximum efficiency and
  153. reliability in the production of food and have
  154. succeeded in obtaining extraordinary yields,
  155. making the production of food a viable option
  156. during spaceflight.  However, this kind of system
  157. is as yet non-recylable.  The nutrient solution
  158. itself can be recycled, but no way has been found
  159. to date to recycle the nutrients that have been
  160. taken up by the plants themselves.   Hydroponics
  161. will most probably be the way to go for space
  162. flights needing to get materials up out of a deep
  163. gravity well, like that of Planet Earth's, but in
  164. situations where there are materials at hand with
  165. which to make the main bulk of the growing medium,
  166. like on Mars, or possibly larger asteroids, then
  167. the soil based totally recycling, non-toxic, intensive
  168. agriculture approach may well be more viable in
  169. the long run. I will say, however, that I think
  170. domestic animals will be a long time in arriving
  171. in space and are not an essential part of our
  172. system, either for nutrient recycling, or for food
  173. production.  They are currently essential for a
  174. good portion of the fat in our diet, but this can
  175. be remedied by the inclusion of other oil crops.
  176.  
  177. Another aspect of the food production systems
  178. used in space, is the diversity that can
  179. be produced for the human diet.
  180. Living inside Biosphere 2 for 15 months has
  181. shown that food, and the cuisine aspects of the
  182. daily meals, is an extremely important aspect of
  183. group morale.  If someone cooks a poor meal, or if
  184. there is a period of time when the number of
  185. species which end up on our plates is low, or very
  186. monotonous for a period of time, people become
  187. grumpy and somewhat dispondent.  However, feasts
  188. have become very important, where we all make
  189. great efforts to produce favorite dishes like
  190. cheesecake and sweet potato pies, stuffed
  191. chickens, ice creams, rice and peanuts, chutneys
  192. and crepes.  Whilst humans can, for the most part,
  193. tolerate poor living conditions for periods of
  194. time, they do nothing to contribute to group
  195. morale, and high morale on any long space
  196. expedition will be extremely important to ensure
  197. success.
  198.  
  199. In any food production system in space there must
  200. be room for unpredictablility and failure.  Plants
  201. will be plants.  They will grow very differently
  202. with only very small changes in evironmental
  203. parameters, and problems will arise that were not
  204. seen before, or planned for, as we have seen with
  205. the Bisophere 2 agriculture system.  Although many
  206. crop and variety production trials were run under
  207. conditions as close to those in Biosphere 2 as
  208. possible many plants have acted quite differently
  209. under actual Biopshere 2 conditions.  Bananas have
  210. become an extremely high producer for us in here,
  211. which we did not experience in our test beds.
  212.  
  213. Pests are of great importance to consider.  Even
  214. in NASA's environmentally controlled chambers
  215. where they take great precautions against the
  216. inclusion of pests they have seen problems with
  217. pests.  Learning how to exclude pests completely
  218. from a system is very important but there needs to
  219. be a back up system of pest management if
  220. unexpected pest populations do arise.  This
  221. non-toxic integrated pest management approach,
  222. with complex food webs, is an important aspect of
  223. the resarch being done in Biosphere 2.
  224.  
  225. Energy is a big concern in space, both the
  226. acquisition of the energy for artifial lighting
  227. etc. but also the dealing with the heat load
  228. created by electric motors, lights etc.  Using the
  229. sun's photons as far as possible seems the obvious
  230. way to go, but some artificial lighting may be
  231. needed for periods of time or for general
  232. supplementation.  Finding the optimum light levels
  233. for food production, which may not necessarily be
  234. the ideal levels for maximum production/unit area,
  235. is another important area of research which needs
  236. to be carried out.
  237.  
  238. There are many questions to be answered about food
  239. production systems and many yet to be asked that
  240. have not been thought of, but you might say that
  241. the Biosphere 2 Agriculture system is a
  242. step towards the total system's approach to space
  243. agriculture.  This approach and the as yet
  244. non-recyclable systems of hydro and airoponics
  245. have very different applications, just as the
  246. different rocket propulsion systems have their
  247. pros, cons and very different applications.
  248.  
  249. I would welcome food production as a new
  250. thread on the net.
  251.  
  252. Jane Poynter
  253. Biospherian in charge of
  254. Field Agriculture Systems in Biosphere 2
  255.  
  256.  
  257.  
  258.  
  259.  
  260.  
  261.