Розроблено структурно-функціональні основи конструювання штучних біогеоценозів і створено замкнутий цикл у біологічних системах за рахунок використання вторинної сировини. Досліджено його компоненти: замінники грунту з керованими параметрами, добрива пролонгованої дії, біологічно активні сполуки та рослини різних екотипів. Визначено якісні та кількісні критерії оптимізації волокнистих замінників грунту. Проаналізовано фізико-хімічні, мікробіологічні, екологофізіологічні, біохімічні та біофізичні процеси формування штучної екосистеми. Розглянуто особливості росту та розвитку вищих рослин у межах змодельованого біогеоценозу за умов імітованої мікрогравітації, гермооб'єму та невагомості, визначено механізми їх саморегуляції. Описано систему грунт - рослина - грунт з урахуванням динамічного характеру взаємодії середовища та рослин, розроблено інформаційно-ресурсні моделі для визначення принципів структуроутворення системи.