[發明專利]受控生態生保系統植物培養方法

無效

• 申請號: 201310030998.5
• 申請日: 2013-01-28
• 公開（公告）號: CN103960109A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 郭雙生;馬加爐;艾為黨;唐永康;沈韞賾;馮紅旗
• 申請（專利權）人: 中國航天員科研訓練中心
• 主分類號: A01G31/00
• 分類號: A01G31/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種應用于長期載人航天受控生態生保系統中的植物栽培方法。

背景技術

隨著航天事業的發展和人類進駐太空的需要，建立受控生態生保系統是解決未來長時間、遠距離和多乘員載人航天飛行任務中生保問題的必然途徑。高等植物是受控生態生保系統的核心功能部件，它通過光合和蒸騰作用能夠持續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。如何在太空培養植物是該系統的重要研究內容之一。

與傳統栽培技術相比，受控生態生保系統栽培植物具有無土、不受地域限制、避免次生鹽漬化和連作障礙等優勢，是受控生態生保系統的發展方向之一。目前，國內相關科研單位展開了空間植物培養研究工作，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試驗上，只注重單項技術的發展。中國航天員科研訓練中心在長期技術積累基礎上，結合我國正在逐步開展的長期有人照料的空間站建設，面向載人登月及月球基地等遠景，建成了大型、綜合性的受控生態生保系統集成試驗平臺，實現了技術突破，并借助此平臺上開展了多次植物培養研究工作，特別是備受關注的2人30天受控生態生保系統集成試驗，乘員于2012年12月1日下午順利出艙，對推進我國長期載人環控生保技術的發展具有非常重要的意義。試驗過程中重點研究了密閉系統中人與植物間的氧氣、二氧化碳、水等物質的動態平衡調控機制，成功掌握了系統中人與植物共存時的各種信息匹配性及就地供應乘員少量新鮮食物的方法，本發明正是來源于此。

發明內容

本發明的技術解決問題是：克服現有技術的不足，提供一種培養效率高、且能應用于受控生態生保系統條件下的植物栽培方法。

本發明的技術解決方案：一種應用于受控生態生保系統條件下植物栽培方法，包括植物培養準備、植物培養環境控制、植物培養液配置和植物生長狀態觀測，其栽培流程見附圖1，用于栽培的受控生態生保系統集成試驗平臺見附圖2。

所述培養植物是指，經受控生態生保環境條件下長期、大量培養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生保環境條件中的培養栽培密度為100±5株/m²。

所述植物培養準備工作是指完成受控生態生保系統運行狀態確認、進行各種參數監測傳感器(見表1)標定、完成植物種子和幼苗準備。

表1傳感器配套表

所述植物培養環境是指受控生態生保系統為植物的培養提供所需的模擬太陽光照、營養液、大氣成分和溫濕度環境，具體參數見表2。

表2植物培養環境參數

所述培養液是指經特定配方改良的Hoagland營養母液、酸堿度調節液，通過受控生態生保系統營養液添加子系統，按照表2中營養液成分控制指標值要求，自動調節控制酸堿值后，經營養液輸送子系統為栽培子系統中的植物提供必要的營養成分。植物營養液母液包括A、B和C三種類型，分別按照表3的配比進行配制。酸堿度調節液按照HNO₃∶H₃PO₄的配比為1N∶1N的比例配置。

表3培養液母液配比

所述植物生長狀態是指：植物培養過程中，艙內乘員每天定期進艙進行一次各種培養植株的照相和攝像，觀察并記錄一次各種植株的株高和基本長勢。植物株高測量是指，在每個栽培床上隨機選取十棵植株，利用卷尺、直尺等測量工具測量其地上部分的株高，記錄每顆植株的高度，求其平均株高；植物長勢描述是指對植株葉片和莖的顏色、葉冠形態、葉片形狀和厚度、葉片節間長度、病蟲害出現程度等進行定性描述。

本發明與現有技術相比有以下優點：

(1)植物培養過程在全封閉的大型綜合性受控生態生保系統中進行，系統提供了植物培養所需的模擬環境，該模擬環境參數控制精度高、環境長期穩定、不受外部氣候環境變化的影響。

(2)植物培養過程所需的養分通過培養液提供，采用無土栽培技術。培養液母液是由Hoagland營養液經特定配方改良而成，該改良配方是在長期的大量受控生態生保系統植物培養選育試驗的基礎上逐步摸索形成的，具有營養配比適當、利于植物吸收、防止葉邊緣燒黑和爛心.及防止植物生長過程中出現病蟲害等特點和優點。