受控生態(tài)生保系統(tǒng)植物培養(yǎng)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種受控生態(tài)生保系統(tǒng)條件下的植物栽培方法，包括植物培養(yǎng)準備工作、植物培養(yǎng)環(huán)境調(diào)控、植物營養(yǎng)液配置、植物生長狀態(tài)觀察記錄。本方法針對空間環(huán)境條件下長期密閉的受控生態(tài)生保系統(tǒng)的特點，通過建立綜合性大型地面受控生態(tài)生保集成試驗平臺，對植物培養(yǎng)過程中的環(huán)境溫室度控制、人工模擬光照、營養(yǎng)液配制及控制、植物生長不同階段的環(huán)境二氧化碳濃度值控制、植物培養(yǎng)過程控制等方法等進行了摸索，為我國在空間環(huán)境條件下受控生態(tài)生保系統(tǒng)中進行植物生產(chǎn)和提高系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)閉合度提供了很好的解決途徑。
【專利說明】受控生態(tài)生保系統(tǒng)植物培養(yǎng)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于長期載人航天受控生態(tài)生保系統(tǒng)中的植物栽培方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著航天事業(yè)的發(fā)展和人類進駐太空的需要，建立受控生態(tài)生保系統(tǒng)是解決未來長時間、遠距離和多乘員載人航天飛行任務(wù)中生保問題的必然途徑。高等植物是受控生態(tài)生保系統(tǒng)的核心功能部件，它通過光合和蒸騰作用能夠持續(xù)再生航天員所需的氧氣、水和食物等全部最基本的生活保障物資，從而基本滿足航天員的自給自足。如何在太空培養(yǎng)植物是該系統(tǒng)的重要研究內(nèi)容之一。
[0003]與傳統(tǒng)栽培技術(shù)相比，受控生態(tài)生保系統(tǒng)栽培植物具有無土、不受地域限制、避免次生鹽潰化和連作障礙等優(yōu)勢，是受控生態(tài)生保系統(tǒng)的發(fā)展方向之一。目前，國內(nèi)相關(guān)科研單位展開了空間植物培養(yǎng)研究工作，但這些研究工作主要集中在單獨生物個體或部件的短期小型化空間植物培養(yǎng)試驗上，只注重單項技術(shù)的發(fā)展。中國航天員科研訓練中心在長期技術(shù)積累基礎(chǔ)上，結(jié)合我國正在逐步開展的長期有人照料的空間站建設(shè)，面向載人登月及月球基地等遠景，建成了大型、綜合性的受控生態(tài)生保系統(tǒng)集成試驗平臺，實現(xiàn)了技術(shù)突破，并借助此平臺上開展了多次植物培養(yǎng)研究工作，特別是備受關(guān)注的2人30天受控生態(tài)生保系統(tǒng)集成試驗，乘員于2012年12月I日下午順利出艙，對推進我國長期載人環(huán)控生保技術(shù)的發(fā)展具有非常重要的意義。試驗過程中重點研究了密閉系統(tǒng)中人與植物間的氧氣、二氧化碳、水等物質(zhì)的動態(tài)平衡調(diào)控機制，成功掌握了系統(tǒng)中人與植物共存時的各種信息匹配性及就地供應(yīng)乘 員少量新鮮食物的方法，本發(fā)明正是來源于此。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的技術(shù)解決問題是:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種培養(yǎng)效率高、且能應(yīng)用于受控生態(tài)生保系統(tǒng)條件下的植物栽培方法。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)解決方案:一種應(yīng)用于受控生態(tài)生保系統(tǒng)條件下植物栽培方法，包括植物培養(yǎng)準備、植物培養(yǎng)環(huán)境控制、植物培養(yǎng)液配置和植物生長狀態(tài)觀測，其栽培流程見附圖1，用于栽培的受控生態(tài)生保系統(tǒng)集成試驗平臺見附圖2。
[0006]所述培養(yǎng)植物是指，經(jīng)受控生態(tài)生保環(huán)境條件下長期、大量培養(yǎng)選育試驗后確定的生菜、油麥菜、紫背天葵、苦菊等色拉型葉類蔬菜。整個植物培養(yǎng)過程可以是其中的一種植物或者是其中的幾種植物，但各種植物在受控生態(tài)生保環(huán)境條件中的培養(yǎng)栽培密度為100±5 株 /m2。
[0007]所述植物培養(yǎng)準備工作是指完成受控生態(tài)生保系統(tǒng)運行狀態(tài)確認、進行各種參數(shù)監(jiān)測傳感器(見表1)標定、完成植物種子和幼苗準備。
[0008]表1傳感器配套表
[0009]
【權(quán)利要求】
1.一種受控生態(tài)生保系統(tǒng)植物培養(yǎng)方法，其特征在:所述植物培養(yǎng)是在一種系統(tǒng)密閉且環(huán)境參數(shù)精確可控的綜合性大型受控生態(tài)生保系統(tǒng)集成試驗平臺上進行，采用營養(yǎng)液為植物的全周期培養(yǎng)提供養(yǎng)分，利用光照系統(tǒng)24小時不間斷的為植物提供模擬太陽光照以縮短植物的生長周期，可同時培養(yǎng)經(jīng)受控生態(tài)生保環(huán)境條件下長期、大量培養(yǎng)選育試驗后確定的色拉型葉類蔬菜中的生菜、油麥菜、紫背天葵、苦菊等一種或多種植物。
2.如權(quán)利要求1所述的一種受控生態(tài)生保系統(tǒng)植物培養(yǎng)方法，其特征在于整個植物培養(yǎng)的環(huán)境溫度為25 士 2V，環(huán)境風速為0.2~0.6m/s，大氣相對濕度為65± 15% RH，大氣氧濃度為19~21%，大氣二氧化碳濃度則根據(jù)植物培養(yǎng)生長不同階段釆用不同控制參數(shù):植物播種后的第I~10天不控制、植物培養(yǎng)后的第11~20天控制在0.2%~0.3%、植物培養(yǎng)后的第21~50天控制在0.2~1.0%。
3.如權(quán)利要求1所述的一種受控生態(tài)生保系統(tǒng)植物培養(yǎng)方法，其特征在于整個植物培養(yǎng)過程中為植物生長發(fā)育提供所需養(yǎng)分的營養(yǎng)液是由營養(yǎng)母液、酸堿度調(diào)節(jié)液按照調(diào)配后電導率為2000±50μ S.cm—\ pH值為6.3±0.15的指標配置而成。 所述營養(yǎng)液母液由A、B、C三種類型母液按照表的成分及比例配制而成。
【文檔編號】A01G31/00GK103960109SQ201310030998
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2013年1月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月28日
【發(fā)明者】郭雙生, 馬加爐, 艾為黨, 唐永康, 沈韞賾, 馮紅旗 申請人:中國航天員科研訓練中心