红蓝LED光照强度对密闭生态系统中生菜生长状况及光合速率的影响

研究利用红蓝LED进行不同光照强度下的生菜培养实验。通过设置不同生长期的对照试验,确定了CELSS中生菜的最佳收获期。试验结果显示,生菜光合速率（Pn）和产量均随光照强度增加而上升,但增幅逐渐变小;通过公式拟合,光照强度达到556μmol·m-2·s-1时,继续增加光照强度产量不再增加,同时光能利用率随着光照强度的增加而降低。在保证生菜供氧能力及产量满足乘员对氧气、食物需求的前提下,选择合适的光照强度水平,可有效提高系统的能源利用效率。出苗后第40天为最佳收获期,此时收获,生菜的日产量和光能利用率最高,营养品质最好。     

模拟月壤对蓝细菌生长特性的影响

阐明地球生物在月球环境中的适应性是未来月球探索和基地构建所面临的重要课题,为此以蓝细菌为实验材料,对其在模拟月壤cas-1中的生长状态进行了研究,从生长速率、细胞形态、细胞色素含量等方面表征了月壤对蓝细菌适应性的影响。实验结果表明,四种实验蓝细菌的生长能够适应模拟月壤的影响,其生长速率在模拟月壤处理中保持与常规培养基相似的生长曲线;模拟月壤颗粒上附着生长的菌体形态与对照相比无明显变化;模拟月壤处理后的菌体内色素含量与对照条件下培养的结果无显著差异。该结果对于未来开发月壤资源和构建月球基地受控生态生保系统具有重要意义。     

小型低压蔬菜培养装置研制

针对开展模拟低压高氧条件下蔬菜气体交换技术研究的需求,通过结构系统、温湿度与通风控制系统、大气总压与分压控制系统、植物培养系统以及测量与控制系统的设计,研制了小型低压蔬菜培养装置并进行了验证试验。结果表明,研制完成的小型低压蔬菜培养装置,运行稳定,环境参数如温度、湿度、总压、氧和CO_2分压等均能进行有效的测量和控制;装置各项实际性能指标基本满足设计和试验要求,可用于低压高氧蔬菜培养试验,为建立低压环境受控生态生保系统奠定了一定的技术基础。     

“微藻-小白鼠”二元生态系统气体交换规律研究

为探讨“微藻-小白鼠”二元生态系统中氧气和二氧化碳交换规律,进一步评价空间微藻光生物反应器地面试验样机生产螺旋藻的能力,开展了螺旋藻和小白鼠的整合试验研究。将微藻光生物反应器和动物活动室组成气路闭环系统,试验期间连续监测系统中氧气和二氧化碳含量、小白鼠的活动状况、藻液pH变化以及藻体浓度含量等指标。试验结果表明,螺旋藻生长良好,系统闭环后促进了藻体的生长;从小白鼠的体征来看,小白鼠生活正常,但对小白鼠的生理影响还需深入研究。螺旋藻和小白鼠间能实现氧气和二氧化碳的完全交换,螺旋藻具有较强的吸收二氧化碳和放氧能力,可作为未来受控生态生保系统中的重要生物部件。     

不同粒径组合对植物栽培基质容重及孔性和水吸力的影响

研究粒径对栽培基质容重、孔性和水吸力的影响，以便为空间植物培养提供栽培基质。采用4种基质，即Profile基质（P）、黑陶粒（B）、白陶粒（W）和蛭石（V），各基质按照不同粒径（< 1 mm，1~2 mm，2~3 mm）组成设置了10种组合（体积百分比），研究测试不同粒径组合基质的基本理化特性、容重、孔性和水吸力。P和B基质的容重约0.70 g·cm–3。P基质含有较多矿质养分离子；增加小粒径基质颗粒占比，不同组合基质的容重、总孔隙度和持水孔隙度均显著增加，但通气孔隙度下降；在10种不同基质组合中，P7（40-60-0）、B8（10-70-20）和W4（10-60-30）分别具有最高的总孔隙度，P8（10-70-20），B1（20-50-30）和W8（10-70-20）具有最高的气水比，P3（50-50-0），B3（50-50-0）和W3（50-50-0）具有最高吸附水量；4种基质的平均总孔隙度和吸水量大小顺序为V>P>B>W。因此，P3（50-50-0）基质和B7（40-60-0）基质具有适中的容重、良好的孔性和较高的水吸力，适用于空间植物栽培。