Повышение ресурса почвозаменителей для оранжереи в составе системы жизнеобеспечения космических экипажей

• Автор: Кривобок, Анна Святославовна
• Шифр специальности: 14.03.08, 03.01.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 128 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Принятые сокращения

Введение

ГЛАВА 1 Литературный обзор

1.1 Микробиологическая деструкция корневых остатков

1.1.1 Особенности строения растительной ткани корневых остатков как объекта

микробиологической деструкции

1.1.2 Обзор групп микроорганизмов, способных эффективно разлагать корневые

остатки внутри ионитного почвозаменителя

1.2 Обзор современных методов физико-химической предобработки растительной биомассы

1.3 Системы минерального питания растений в оранжерейных установках

1.3.1 Методы минерального обогащения ионообменных почвозаменителей
ГЛАВА 2 Разработка методов микробиологической деструкции корневых остатков в ионитном почвозаменителе
2.1 Экспериментальное определение состава растительных остатков, заполняющих поровое пространство отработанного ионообменного волокнистого почвозаменителя в корневых модулях витаминной оранжереи
2.1.1 Методика проведения вегетационных экспериментов и определения химического состава растительных остатков
2.1.2 Характеристика растительных остатков, заполняющих поровое пространство отработанного волокнистого почвозаменителя
2.2 Экспериментальный отбор микроорганизмов для проведения микробиологической деструкции корневых остатков
2.2.1.Методика проведения экспериментов по микробиологической деструкций корней
2.2.2. Биодеградация корневых остатков под действием различных групп
микроорганизмов
2.2.3 Выбор эффективных микроорганизмов для дальнейшей работы
ГЛАВА 3 Разработка процесса биолого-технической деструкции корневых
остатков внутри волокнистого ионитного почвозаменителя
3.1 Поиск эффективных методов физико-химических предобработки корневых остатков, заполняющих поровое пространство почвозаменителя
3.1.1. Методика проведения предварительных экспериментов по определению оптимальных условий гидролиза и делигнификации корневых остатков
3.1.2. Результаты предварительных экспериментов по гидролизации корневых остатков
3.2 Термическая предобработка корневых модулей с ионообменным почвозаменителем в поле микроволнового излучения
3.2.1. Методика определения параметров тепловой предобработки почвозаменителя в поле микроволнового излучения
3.2.2. Характеристики процесса тепловой предобработки почвозаменитля в поле микроволнового излучения
3.3 Оценка эффективности физико-химической предобработки растительной биомассы в поле микроволнового излучения как метода интенсификации разложения корневых остатков микроорганизмами
3.3.1. Методика разложения корневых остатков Brassica chinensis с использованием физико-химической предобработки корней в поле микроволнового излучения и последующей микробиологической деструкции анаэробными бактериями Clostridium

3.3.2 Эффективность 2-стадийного процесса разложения корневых остатков Brassica chinensis с использованием физико-химической предобработки корней в поле микроволнового излучения и последующей микробиологической деструкции
анаэробными бактериями Clostridium spp
3.4. Оценка изменения характеристик ПЗ по мере эксплуатации и в результате биолого-технической очистки порового пространства от корневых остатков
3.4.1. Методика проведения экспериментов по оценке характеристик ПЗ
3.4.2. Изменение характеристик 113 по мере эксплуатации и в результате биологотехнической очистки порового пространства от корневых остатков
ГЛАВА 4 Разработка технологии обогащения поливной воды для восполнения дефицита минеральных элементов в прикорневой зоне растений применительно
к космической оранжерее
4.1 Методы расчета основных параметров системы обогащения истощённого ионитного почвозаменителя биогенными элементами
4.1.2. Методика определения концентрации нитратов в растворе, полученном при контакте питьевой воды с ионитным обогатительным патроном

4.2 Динамика выхода элементов минерального питания из обогатительного патрона с ионитным наполнителем «БИОНА-312»
4.2.1.Методика измерения солесодержания в растворе на выходе из обогатительного патрона
4.3 Оценка буферных свойств ионообменного волокнистого почвозаменителя «БИОНА-ВЗ» по отношению к pH поливной воды
4.4 Оценка продукционных свойств регенерированного ионитного почвозаменителя «БИОНА-ВЗ» в комбинации с системой минерального обогащения
4.4.1 Методика проведения вегетационных испытаний
Заключение
Список литературы

Таблица 1.
Основных групп микроорганизмов, потенциально пригодных для использования в
технологии микробиологической деструкции корневых остатков в отработанном Г13.
Тип Г руппа микроорганизмов Преимущества Потенциальные недостатки
3 Он 2 е; Ьй о Микромицеты рода ТпсИос1егта -высокая ферментативная активность, -наличие группы ферментов для деструкции лигнина, -потенциально неопасны для человека, растений и конструкционных материалов -высокая скорость прироста биомассы, -образование пленок на поверхности субстрата, - закупорка пористой среды пробками мицелия
Й к £Г Мезофильные и термофильные анаэробные бактерии с развитым аппаратом целлюлосом -высокая ферментативная активность, -низкая скорость накопления бактериальной биомассы -трудности поддержания анаэробиоза при культивировании, -отсутствие ферментов для деструкции лигнина
-эффективность ферментации -трудности поддержания
Ко-культуры анаэробных потенциально выше таковой анаэробиоза при
целлюлолитических и для чистых культур культивировании,
3 сахаролитических анаэробных бактерий, -отсутствие ферментов для
сЗ К Я бактерий -уменьшение спектра конечных деструкции лигнина
о о о продуктов ферментации
(4 К к сЗ В У % и Многокомпонентные бактериальные сообщества -широкий спектр ферментов для деструкции растительных полимеров, -саморегуляция и стабильность сообщества -срытое присутствие опасных для человека и растений форм микроорганизмов, -неопределенный период ферментации
Подводя итог имеющимся в литературе информации по методам микробиологической деструкции растительных остатков, можно сказать, что на данный момент не существует готовой технологии микробиологической деструкции, пригодной для применения с целыо удаления корневых остатков из отработанного ПЗ в корневых модулях космической оранжереи. Для более детальной оценки работоспособности