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Perché il cotone è stato scelto per crescere sulla luna?

Perché il cotone è stato scelto per crescere sulla luna?


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La scelta delle piante per il primo ecosistema lunare è un po' insolita.

Stanno coltivando cotone, colza e patate.

Perché gli scienziati cinesi li hanno scelti? È a causa della loro capacità di prosperare in un tale ambiente o per il loro possibile contributo a sostenere la vita nelle lunghe missioni spaziali?


L'agenzia di stampa statale cinese Xinhua menziona il ragionamento per la maggior parte delle specie che hanno inviato:

Perché sono state scelte queste specie?

Xie [il capo progettista dell'esperimento] ha affermato che le patate potrebbero essere una delle principali fonti di cibo per i futuri viaggiatori spaziali. Il periodo di crescita dell'Arabidopsis, una piccola pianta da fiore imparentata con cavoli e senape, è breve e facile da osservare. Il lievito potrebbe svolgere un ruolo nella regolazione dell'anidride carbonica e dell'ossigeno nella mini biosfera e il moscerino della frutta sarebbe un consumatore del processo di fotosintesi.

Anche se questo non menziona il cotone, mi sembra molto probabile che, come le patate, sia solo un raccolto molto utile.

Secondo un altro articolo, l'obiettivo per la Cina è una base di ricerca sulla luna:

"Utilizzeremo il Chang'e-8 per testare determinate tecnologie e fare alcune esplorazioni preliminari per costruire insieme una base di ricerca sulla luna", ha detto Wu.


Il marziano diventa realtà: sono commestibili almeno quattro colture cresciute su suolo marziano simulato

Gli scienziati dell'Università di Wageningen e del centro di ricerca stanno lavorando alla coltivazione di colture su Marte e simulanti del suolo lunare. Proprio come il vero suolo marziano e lunare, questi contengono metalli pesanti quasi nelle stesse quantità. Quattro delle colture coltivate sono state testate per il contenuto di metalli pesanti. Non sono state rilevate concentrazioni pericolose per la salute umana. Le quattro colture sono quindi sicure da mangiare e, per alcuni metalli pesanti, le concentrazioni erano addirittura inferiori rispetto alle colture coltivate in terriccio.

Ricerche precedenti degli scienziati di Wageningen avevano già dimostrato che le colture sono in grado di crescere abbastanza bene su Marte e sul simulante del suolo lunare se si aggiunge materia organica ai terreni. È noto che nei terreni sono presenti metalli pesanti come piombo, cadmio e rame. Se vengono assorbiti nelle parti delle colture che possono essere mangiate, possono rendere le verdure non commestibili per l'uomo. "Per ravanelli, piselli, segale e pomodori abbiamo effettuato un'analisi preliminare e i risultati sono molto promettenti", afferma l'ecologo Wieger Wamelink. "Possiamo mangiarli e sono molto curioso di sapere che sapore avranno i pomodori. Purtroppo non abbiamo ancora potuto testare tutti e dieci i raccolti, motivo per cui abbiamo avviato una campagna di crowdfunding attraverso la quale le persone possano sentire una vera partecipazione questa ricerca. I donatori riceveranno una varietà di potenziali doni di cui il mio preferito è una cena basata sul raccolto che includerà patate coltivate sul simulante del suolo di Marte".

Metalli pesanti

I ravanelli avevano la più alta quantità di metalli in assoluto, con una quantità relativamente elevata di alluminio, ferro e nichel. Non è ancora noto se la contaminazione provenga solo dall'esterno della pianta o anche dall'interno. Se i ravanelli fossero stati adeguatamente lavati, il contenuto sarebbe stato probabilmente inferiore. Era molto particolare che le colture coltivate su terriccio di terra avessero contenuti più elevati di piombo, arsenico e rame rispetto al simulante del suolo marziano in particolare. Non è ancora noto se l'assorbimento di metalli pesanti sia lo stesso sulla Terra come sarebbe nelle condizioni di gravità inferiore che si trovano su Marte e sulla luna. È probabile che solo la ricerca "in loco" risolverà questa domanda.

Raccolta di fondi

Finora sono state testate solo quattro delle dieci colture. Nel presente esperimento i ricercatori testeranno tutti i raccolti sui metalli pesanti, a condizione che otteniamo i finanziamenti. Non esamineranno solo i metalli pesanti, ma anche vitamine, flavonoidi (giocano un ruolo importante nel determinare il gusto) e alcaloidi, che possono essere velenosi. I primi raccolti, fagiolini, ravanelli, rucola e spinaci sono già stati raccolti e il resto, comprese le patate, seguirà presto. Indagheranno se il contenuto di metalli pesanti è inferiore ai livelli critici stabiliti dall'agenzia alimentare olandese e dalla Food and Drug Administration (FDA) statunitense. Se i ricercatori sono certi che è sicuro mangiare patate, piselli, carote, crescione, fagiolini, ravanelli, segale e pomodori, organizzeranno un pasto per gli sponsor della loro ricerca. Gli sponsor saranno i primi a mangiare i pomodori 'marziani' e ad assaggiare se hanno un sapore diverso dai normali pomodori di terra.


La NASA sceglie SpaceX per riportare gli umani sulla Luna

Per la sua offerta per il lander lunare, SpaceX ha presentato la sua navicella spaziale Starship riutilizzabile

La NASA ha selezionato SpaceX per far atterrare i primi astronauti sulla superficie della Luna dal 1972, ha detto l'agenzia venerdì, in un'enorme vittoria per la compagnia di Elon Musk.

Il contratto, del valore di 2,9 miliardi di dollari, riguarda il prototipo di navicella spaziale Starship che è in fase di test presso la struttura di SpaceX nel sud del Texas.

"Oggi sono molto entusiasta e siamo tutti molto entusiasti di annunciare che abbiamo assegnato a SpaceX il compito di continuare lo sviluppo del nostro sistema di atterraggio umano integrato", ha affermato Lisa Watson-Morgan, responsabile del programma Human Landing System della NASA.

SpaceX batte Blue Origin di Jeff Bezos e l'appaltatore della difesa Dynetics per essere l'unico fornitore del sistema, una rottura sorprendente rispetto al passato quando la NASA ha scelto più aziende nel caso in cui una fallisse.

Gli analisti del settore hanno affermato che la decisione sottolinea la società, fondata da Musk nel 2002 con l'obiettivo di colonizzare Marte, come il partner del settore privato più fidato della NASA.

L'anno scorso, SpaceX è diventata la prima azienda privata a inviare con successo un equipaggio alla Stazione Spaziale Internazionale, ripristinando la capacità americana di compiere l'impresa per la prima volta dalla fine del programma Shuttle.

Per la sua offerta per il lander lunare, SpaceX ha presentato la sua navicella spaziale riutilizzabile Starship, progettata per trasportare grandi equipaggi e merci per viaggi nello spazio profondo e atterrare in posizione verticale sia sulla Terra che su altri corpi celesti.

I prototipi della nave sono attualmente messi alla prova presso lo stabilimento della compagnia nel sud del Texas, anche se tutte e quattro le versioni che hanno finora tentato voli di prova sono esplose.

Nell'ambito del programma Artemis per riportare gli esseri umani sulla Luna, la NASA vuole utilizzare il razzo Space Launch System per lanciare quattro astronauti a bordo di una capsula dell'equipaggio Orion, che attraccherà quindi con una stazione spaziale lunare chiamata Gateway.

L'astronave attenderà di ricevere due membri dell'equipaggio per l'ultima tappa del viaggio verso la superficie della Luna.

L'idea è che Gateway sia il tramite, ma per la missione iniziale Orion potrebbe attraccare direttamente con Starship, ha detto Watson-Morgan.

Gli astronauti avrebbero quindi trascorso una settimana sulla Luna prima di salire a bordo dell'astronave per tornare nell'orbita lunare, quindi riportare Orion sulla Terra.

Separatamente, SpaceX ha in programma di combinare l'astronave Starship con il proprio razzo Super Heavy, per creare una nave combinata che raggiungerà un'altezza di 394 piedi (120 metri) e sarà il veicolo di lancio più potente mai schierato.

L'umanità ha messo piede per l'ultima volta sulla Luna nel 1972 durante il programma Apollo.

La NASA vuole tornare indietro e stabilire una presenza sostenibile, completa di una stazione spaziale lunare, per testare nuove tecnologie che apriranno la strada a una missione con equipaggio su Marte.

Nel 2019, l'allora vicepresidente Mike Pence ha sfidato la NASA a far sbarcare la prima donna e il prossimo uomo sulla Luna entro il 2024, ma è probabile che i tempi saranno allentati sotto il presidente Joe Biden.

Un altro cambiamento sotto l'attuale amministrazione è il suo obiettivo dichiarato di collocare la prima persona di colore sulla Luna nell'ambito del programma Artemis.


Il coltivatore di cotone Scott Maxwell era soddisfatto della qualità del suo terreno.

"È stato un buon risultato per qui", ha detto.

"Era rimasto solo l?elastico, quindi ne ero abbastanza contento"

Il signor Maxwell ha detto che ciò che lo ha reso più divertente è stato coinvolgere i suoi figli nell'esperimento.

"Sono piuttosto giovani, quindi seppellire un paio di mutande e dissotterrarle otto settimane dopo ha una certa attrazione", ha detto.

"Era educativo per loro. Capiscono molto di più su queste cose ora, quindi ne è valsa la pena l'esercizio."

Per quegli agricoltori con risultati peggiori, l'agronomo locale Wayne Seiler afferma che ci sono dei passi che possono essere presi.

"Vedremo quali colture coltiviamo lì", ha detto.

"Potremmo inserire colture di legumi, sovescio o colture di cereali con un apparato radicale fibroso, e solo cercare di migliorare strutturalmente il terreno."

Perché i microbi del suolo stanno guadagnando interesse in tutto il mondo

Gli organismi microscopici che vivono nelle e sulle piante possono aiutare a migliorare la qualità del raccolto, sia in fattoria che in giardino.

Il signor Seiler ha affermato che ha dato ai coltivatori l'opportunità di conoscere la qualità del suolo per poi migliorarlo.

"C'era un blocco che si era scomposto molto poco e su quel blocco erano stati inseriti biosolidi", ha detto.

"Quella particolare zona sembra essere un terreno molto duro.

"Oggi è bagnato e tra 10 giorni sarà come il cemento, quindi probabilmente cercheremo di metterci sopra gesso e altro materiale per renderlo migliore."


La luna vede il primo germoglio di cotone

(XINHUA) - CHONGQING, 15 GEN - Uno dei semi di cotone trasportati sulla luna dalla sonda cinese Chang'e-4 è il primo in assoluto a germogliare sulla luna, secondo gli scienziati di un esperimento sulla mini biosfera di martedì.

Dopo aver effettuato il primo atterraggio morbido sul lato opposto della luna, la missione cinese Chang'e-4 ha aperto la strada al primo esperimento di mini biosfera sulla luna.

Il professor Xie Gengxin, dell'Università di Chongqing e capo progettista dell'esperimento, ha affermato che un contenitore installato sul lander della sonda Chang'e-4 conteneva i semi di cotone, colza, patata e arabidopsis, nonché uova del moscerino della frutta e un po' di lievito, per formare una semplice mini biosfera.

Le immagini inviate dalla sonda hanno mostrato che un germoglio di cotone aveva iniziato a crescere, anche se non sono state trovate altre piante in crescita.

Il contenitore del cilindro, realizzato con materiali speciali in lega di alluminio, è alto 198 mm, con un diametro di 173 mm e un peso di 2,6 kg. Contiene anche acqua, suolo, aria, due piccole telecamere e un sistema di controllo del calore, ha affermato Xie.

Secondo il team, più di 170 immagini sono state scattate dalle telecamere e inviate sulla Terra.

Perché sono state scelte queste specie?

Xie ha affermato che le patate potrebbero essere una delle principali fonti di cibo per i futuri viaggiatori spaziali. Il periodo di crescita dell'Arabidopsis, una piccola pianta da fiore imparentata con cavoli e senape, è breve e facile da osservare. Il lievito potrebbe svolgere un ruolo nella regolazione dell'anidride carbonica e dell'ossigeno nella mini biosfera e il moscerino della frutta sarebbe il consumatore del processo di fotosintesi.

I ricercatori hanno utilizzato la tecnologia biologica per rendere dormienti i semi e le uova durante i due mesi in cui la sonda ha superato i controlli finali nel centro di lancio e il viaggio di oltre 20 giorni nello spazio.

Dopo che Chang'e-4 è atterrato sul lato opposto della luna il 3 gennaio, il centro di controllo a terra ha incaricato la sonda di innaffiare le piante per avviare il processo di crescita. Un tubo dirige la luce naturale sulla superficie della luna nel contenitore per consentire alle piante di crescere.


Qual è la loro cronologia?

Rojas-Pierce e Wang hanno preparato le corse di prova dell'esperimento nel laboratorio dell'NC State, assicurandosi che l'hardware che utilizzeranno gli astronauti sia privo di errori. Dopo che le piante si sono acclimatate alla temperatura della ISS, cresceranno per tre giorni, quindi verrà applicata la prima sostanza chimica, inducendo la fusione dei vacuoli. Dopo due ore, verrà aggiunto il secondo prodotto chimico di conservazione.

Perera e Land stanno anche preparando il campionamento e l'esecuzione di prove sulla Terra prima del lancio dei loro esperimenti. Dopo l'acclimatazione sulla ISS, i loro esperimenti dureranno dai 10 ai 12 giorni.

Entrambe le serie di campioni verranno restituite al laboratorio entro pochi mesi, a seconda dei tempi di rientro della navicella. Una volta che i campioni saranno tornati nel laboratorio dell'NC State, Rojas-Pierce e Wang eseguiranno l'analisi delle immagini e dei dati delle cellule vegetali, che potrebbe richiedere circa quattro settimane. Per Perera e Land, l'elaborazione iniziale del campione richiederà circa due settimane, seguite dal sequenziamento e dall'analisi dei dati che potrebbero richiedere mesi.


Vuoi piante più grandi? Vai alla radice della questione

Gli scienziati delle piante hanno immaginato e analizzato, per la prima volta, come le radici di una pianta in vaso sono disposte nel terreno mentre la pianta si sviluppa. In questo studio, che sarà presentato alla riunione della Society for Experimental Biology il 30 giugno, il team ha anche scoperto che raddoppiare le dimensioni del vaso delle piante fa crescere le piante di oltre il 40% più grandi.

Dalle loro scansioni delle radici con risonanza magnetica 3-D, i ricercatori hanno osservato che le piante in vaso estendono rapidamente le loro radici alle pareti del vaso. È probabile che le piante usino le loro radici per "sentire" le dimensioni del vaso, sebbene i dettagli su come le radici trasmettano il messaggio sulle dimensioni del vaso rimangano il segreto delle piante.

Hanno anche esaminato 65 studi indipendenti su un'ampia gamma di specie, tra cui piante di pomodoro, mais, pino, cactus, grano e cotone, e hanno scoperto che tutte le specie raggiungono dimensioni maggiori se coltivate in un vaso più grande. In media, raddoppiare le dimensioni del vaso ha permesso alle piante di crescere del 43% in più.

Il dottor Hendrik Poorter (Forschungszentrum Jülich, Germania) che ha guidato lo studio, ha dichiarato: "C'è stato un interesse commerciale nel vedere come possono essere piccoli vasi, ma il nostro obiettivo era vedere quanto deve essere grande un vaso per evitare di influenzare gli esperimenti sulle piante".

Il lavoro è rilevante anche per i giardinieri. Poorter ha aggiunto: "Dopo questo studio, ho immediatamente cambiato la dimensione del vaso per tutte le piante che avevo in casa".

Per comprendere l'effetto della dimensione del vaso, gli scienziati hanno esaminato vari aspetti della crescita delle piante. Hanno scoperto che le piante in vasi più piccoli crescevano più lentamente a causa di un ridotto tasso di fotosintesi. Ma, cercando le cause della diminuzione, gli scienziati hanno escluso limitazioni in acqua e sostanze nutritive e non hanno trovato differenze nello spessore delle foglie per le piante in vasi più piccoli. È quindi improbabile che le piante utilizzino acqua e livelli di nutrienti per rilevare le dimensioni del vaso, supportando la possibilità che il rilevamento avvenga in un altro modo, ad esempio dalle radici.


Lavorazione della fibra di cotone

Le fibre di cotone possono essere classificate approssimativamente in tre grandi gruppi, in base alla lunghezza del fiocco (lunghezza media delle fibre che compongono un campione o balla di cotone) e l'aspetto. Il primo gruppo comprende le fibre fini e lucenti con una lunghezza del fiocco che varia da circa 2,5 a 6,5 ​​cm (da circa 1 a 2,5 pollici) e comprende tipi di altissima qualità, come i cotoni Sea Island, egiziani e pima. Meno abbondanti e più difficili da coltivare, i cotoni a fibra lunga sono costosi e vengono utilizzati principalmente per tessuti fini, filati e calze. Il secondo gruppo contiene il cotone standard a fiocco medio, come l'American Upland, con una lunghezza di fiocco da circa 1,3 a 3,3 cm (da 0,5 a 1,3 pollici). Il terzo gruppo comprende i cotoni grossolani a fibra corta, che vanno da circa 1 a 2,5 cm (0,5 a 1 pollice) di lunghezza, utilizzati per realizzare tappeti e coperte, tessuti ruvidi e poco costosi e misti con altre fibre.

La maggior parte dei semi (seme di cotone) viene separata dalle fibre mediante un processo meccanico chiamato sgranatura. Il cotone sgranato viene spedito in balle a un'industria tessile per la produzione di filati. Un metodo di lavorazione tradizionale e ancora diffuso è la filatura ad anello, mediante la quale la massa di cotone può essere sottoposta ad apertura e pulitura, raccolta, cardatura, pettinatura, trafilatura, stoppino e filatura. La balla di cotone viene aperta e le sue fibre vengono rastrellate meccanicamente per rimuovere i corpi estranei (ad esempio terra e semi). Un raccoglitore (macchina raccoglitrice) avvolge quindi le fibre in un grembiule. Una macchina per cardare (carda) spazzola le fibre sciolte in file che sono unite come un foglio morbido, o web, e le forma in una corda non attorcigliata nota come scheggia di carta. Per il filato di qualità superiore, il nastro di carda viene passato attraverso una macchina pettinatrice, che raddrizza ulteriormente la graffetta e rimuove le lunghezze corte o screpolature indesiderate. Nella fase di trafilatura (stesatura), una serie di rulli a velocità variabile attenua e riduce il nastro a filamenti fermi e uniformi di dimensione utile. I fili più sottili sono prodotti dal processo di roving (slubbing), in cui il nastro viene convertito in stoppino essendo tirato e leggermente attorcigliato. Infine, lo stoppino viene trasferito su un filatoio, dove viene ulteriormente stirato, ritorto su un filatoio ad anello e avvolto su una bobina come filo.

I metodi di produzione più veloci includono la filatura a rotore (un tipo di filatura open-end), in cui le fibre vengono staccate dal nastro di carda e ritorte, all'interno di un rotore, quando vengono unite all'estremità del filo. Per la produzione di miscele di cotone, la filatura a getto d'aria può essere utilizzata in questo metodo ad alta velocità, le correnti d'aria avvolgono le fibre sciolte attorno a un nucleo di nastro dritto. Le miscele (compositi) vengono realizzate durante la lavorazione del filato unendo il cotone stirato con altre fibre in fiocco, come il poliestere o la caseina.


Attività 4: Di cosa hanno bisogno le piante per crescere nello spazio?

In gruppi di tre o quattro, gli studenti applicano le conoscenze acquisite nelle attività precedenti per elaborare una strategia per la coltivazione delle piante sulla Luna. Agli studenti viene fornita una scheda informativa sulla Luna per aiutarli a considerare il particolare ambiente spaziale.

Materiali

Procedura

Istruire i gruppi come segue:

  1. Leggi la scheda informativa per conoscere le condizioni sulla Luna, come il suo ciclo giorno-notte e la temperatura.
  2. Considera i fattori di cui le piante hanno bisogno per crescere. In che modo le piante avranno accesso a luce, acqua e sostanze nutritive sulla Luna?
  3. Elabora un piano per coltivare piante sulla Luna, come costruire una serra. Il sistema può essere autosufficiente? Quale tipo di piante crescerebbe meglio e perché?
  4. Seleziona una persona dal gruppo per spiegare la strategia al resto della classe.

Discussione

Una delle prime sfide alla crescita delle piante sulla Luna è la mancanza di acqua liquida e sostanze nutritive. L'acqua non è facilmente disponibile nei fiumi e negli oceani come lo è sulla Terra e il suolo lunare non contiene i nutrienti necessari per la crescita delle piante. Gli studenti potrebbero suggerire di utilizzare un sistema idroponico per superare questa sfida: le piante vengono coltivate in una soluzione ricca di sostanze nutritive a base d'acqua senza bisogno di terreno. L'acqua potrebbe potenzialmente provenire dal ghiaccio superficiale vicino ai poli nord e sud della Luna, che in determinate condizioni potrebbe essere convertito in acqua liquida.

Un'altra sfida è il ciclo giorno-notte della Luna. Un giorno sulla Luna dura circa lo stesso tempo di quattro settimane sulla Terra, quindi le piante dovrebbero adattarsi a due settimane di luce diurna e due settimane di oscurità, o essere collocate in un ambiente controllato dalla luce. Questo ambiente dovrebbe essere a temperatura controllata per contrastare variazioni estreme di temperatura. Inoltre, non c'è praticamente atmosfera sulla Luna, quindi le piante dovrebbero essere conservate in un contenitore pressurizzato pieno di gas. Senza un'atmosfera di protezione, il contenitore aiuterebbe anche a salvaguardare le piante dalle radiazioni spaziali.

Per essere sostenibile, il contenitore dovrebbe avere un sistema per il riciclaggio di gas e acqua.


Guest post di Andrea Richaud, destinatario della borsa di studio Communications Physics 2020 Early Career Researcher che gli ha permesso di partecipare a una conferenza o a una scuola scientifica a sua scelta.

A dicembre 2020, ho avuto il piacere di ricevere dalla rivista la borsa di studio per la formazione 2020 per ricercatori all'inizio della carriera Fisica delle comunicazioni. Dopo aver discusso la mia tesi di dottorato nel febbraio 2020, sono entrato a far parte della SISSA (Scuola Internazionale di Studi Avanzati, Trieste, Italia), dove ora sono ricercatore post-dottorato nella sezione Materia Condensata. Il focus della mia ricerca è sui sistemi fermionici SU(N), sulle loro possibili fasi topologiche e sul loro possibile utilizzo come simulatori quantistici di modelli multibanda allo stato solido. Questo è un campo di ricerca attivo, poiché le piattaforme basate sull'atomo ultrafreddo illuminano la fisica intima dei sistemi fortemente correlati, eliminando una serie di effetti spuri (come i difetti dei cristalli) che sono inevitabilmente presenti nei sistemi a stato solido standard.

In qualità di beneficiario della borsa di studio ECR, ho deciso di partecipare all'APS March Meeting 2021, una conferenza molto importante che ha coinvolto più di 11.000 ricercatori diversi provenienti da tutto il mondo. Nonostante la sua forma virtuale (a causa della persistente situazione pandemica), partecipare a questa conferenza è stata un'esperienza molto positiva e stimolante, in quanto ho avuto la possibilità di assistere a decine di seminari molto interessanti che abbracciavano diversi aspetti della mia attuale attività di ricerca. In particolare, ho trovato utile frequentare seminari incentrati su aspetti sperimentali dei temi che approfondisco a livello teorico. Anche da teorico, penso che essere al passo con i progressi sperimentali sia davvero fondamentale, perché si possono avere idee preziose e interpretare correttamente i problemi aperti.

Andrea partecipa alla conferenza

Nonostante la forma virtuale della conferenza, sono riuscito ad avere una buona interazione con molti relatori, ponendo loro domande e condividendo idee su temi di ricerca comuni. Ciò è stato possibile grazie alla presenza di “Zoom networking room”, messe a disposizione al termine di ogni sessione. Certo, non potevano sostituire completamente una buona pausa caffè tradizionale, ma penso che abbiano funzionato abbastanza bene per questa situazione di pandemia. Tra i vantaggi di partecipare virtualmente a una riunione così grande, la piattaforma online ha reso il passaggio da una stanza all'altra abbastanza facile (rispetto a percorrere i corridoi in un centro congressi) e ogni seminario è stato registrato e messo a disposizione dei partecipanti per la visione. Sono molto grato alla rivista Nature Communications Physics per avermi assegnato il premio che mi ha permesso di partecipare all'APS March Meeting 2021. Penso sicuramente che questa esperienza sia stata molto utile per la mia carriera di giovane ricercatore.


Guarda il video: Praktikum Uji Coba Biji Kecambah dengan Media Kapas dan Tanah (Dicembre 2022).