[發(fā)明專利]海洋及陸地沉水植物根葉無損分隔培養(yǎng)裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010158762.6
• 申請日: 2010-03-25
• 公開（公告）號: CN101843213A
• 公開（公告）日: 2010-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張景平;黃小平;江志堅(jiān);施震
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院南海海洋研究所
• 主分類號: A01G33/00
• 分類號: A01G33/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 陳衛(wèi)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種實(shí)現(xiàn)沉水植物地上部分(葉和地上莖)和地下部分(地下莖和根)分隔的裝置及方法，是生態(tài)學(xué)室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)中，專門為研究沉水植物葉與根的營養(yǎng)物質(zhì)(如C、N、P、Si等生源要素)或有毒有害物質(zhì)(如重金屬和其它污染物)的攝取以及物質(zhì)轉(zhuǎn)移規(guī)律而設(shè)計(jì)。

背景技術(shù)

本發(fā)明所指沉水植物包括淡水和海水中的具有根莖葉分化的高等水下被子植物以及具有根葉分化的大型草本植物。

與水體中其他初級生產(chǎn)者如浮游藻類和附生藻類等不一樣，藻類主要攝取海水中的營養(yǎng)物質(zhì)，而沉水植物既能通過地上葉片攝取水柱中的營養(yǎng)鹽，也能通過地下根攝取沉積物間隙水中的營養(yǎng)鹽。因此，研究沉水植物葉片和根攝取營養(yǎng)鹽的過程及二者的貢獻(xiàn)在國際上已受相關(guān)研究者的關(guān)注。在不同的水柱與沉積物營養(yǎng)環(huán)境條件下，沉水植物葉片和根對攝取營養(yǎng)鹽的過程及其貢獻(xiàn)的問題一直未得到解決。該難題在重金屬的攝取和富集，微量元素Fe等的攝取問題上，同樣存在。

目前，尚未發(fā)現(xiàn)有針對沉水植物根葉分隔培養(yǎng)的專利，F(xiàn)araday(1979)利用硅膠塞包裹海草大葉藻Zostera?marina的直立莖，然后利用有機(jī)硅密封粘合劑RTV162進(jìn)行密封；Fabris(1982)利用硅脂(Silicone?Grease)、Lyngby(1982)和Brix(1985)利用低熔點(diǎn)石蠟、Stapel(1996)利用硅膠和低熔點(diǎn)石蠟作為填充分隔孔的材料，但均未很好的解決上腔室水柱往下腔室滲漏的難題。因此，實(shí)現(xiàn)沉水植物根葉無損分隔培養(yǎng)，具有重要的科學(xué)意義。通過在實(shí)驗(yàn)室模擬實(shí)驗(yàn)，研究在水柱與沉積物間隙水不同環(huán)境條件下，沉水植物根、葉各自的物質(zhì)攝取特性及其貢獻(xiàn)率，從而揭示地上、地下部分的物質(zhì)富集特性和根莖葉之間的物質(zhì)轉(zhuǎn)移規(guī)律。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的是提供一種模擬效果好、操作方便的海洋及陸地沉水植物根葉無損分隔培養(yǎng)裝置。

本發(fā)明的目的還提供一種海洋及陸地沉水植物根葉無損分隔培養(yǎng)裝置的培養(yǎng)方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種海洋及陸地沉水植物根葉無損分隔培養(yǎng)裝置，其包括用于培養(yǎng)植物葉和地上莖的上腔室及設(shè)于上腔室下方的用于培養(yǎng)地下莖和根的下腔室，上腔室與下腔室通過底板隔開，底板上設(shè)有若干供植物穿過的分隔孔，上腔室為一向上敞口結(jié)構(gòu)，下腔室為一密閉結(jié)構(gòu)。

該上腔室由透明壓克力材質(zhì)制得。

還包括增氧泵及增氧支管，該增氧泵與增氧支管連接，該增氧支管插進(jìn)上腔室的培養(yǎng)液中，且增氧支管通過設(shè)于其上的增氧支管進(jìn)氣口將氧氣通進(jìn)培養(yǎng)液中。

該下腔室為避光結(jié)構(gòu)。

該下腔室通過鼓吹氮?dú)鈱?shí)現(xiàn)厭氧或缺氧環(huán)境。

該下腔室兩端分別連通一壓力平衡支管及一排氣支管，該壓力平衡支管及排氣支管上分別設(shè)有控制其是否連通的壓力平衡支管閥門及排氣支管閥門。

該壓力平衡支管為透明管。

該植物穿過分隔孔后通過密封膠實(shí)現(xiàn)分隔孔的密封。

該分隔孔的孔徑由上往下逐漸增大。上、下腔室在底部分別設(shè)置了上腔室取樣口及下腔室取樣口。

本發(fā)明還提供了一種海洋及陸地沉水植物根葉無損分隔培養(yǎng)裝置的培養(yǎng)方法，該裝置包括上腔室及下腔室，上腔室與下腔室通過底板隔開，底板上設(shè)有若干分隔孔，上腔室為向上敞口結(jié)構(gòu)，下腔室為密閉結(jié)構(gòu)，該上腔室通過連通增氧泵，該下腔室兩端分別連通一壓力平衡支管及一排氣支管，該壓力平衡支管及排氣支管上分別設(shè)有壓力平衡支管閥門及排氣支管閥門，其包括以下步驟：

(1)對完整的植株，利用生料帶在植物的根葉分隔處進(jìn)行包扎處理，將包扎完畢后的植株穿過分隔孔，利用熱熔膠從上腔室底板的下表面對分隔孔進(jìn)行填充密封；

(2)打開壓力平衡支管閥門及排氣支管閥門，以壓力平衡支管為進(jìn)氣口，以排氣支管為排氣口，用氮?dú)夤拇凳瓜虑皇覍?shí)現(xiàn)厭氧或缺氧環(huán)境；

(3)在壓力平衡支管閥門及排氣支管閥門打開的情況下，由壓力平衡支管處加入下腔室培養(yǎng)液至底板的高度，在緩慢加入下腔室培養(yǎng)液的同時(shí)加入上腔室培養(yǎng)液，使上腔室的液面高度與壓力平衡支管的液面高度上升速率相當(dāng)；

(4)當(dāng)上腔室的液面高度達(dá)到預(yù)設(shè)位置處時(shí)，調(diào)節(jié)壓力平衡支管液面高度與上腔室齊平，關(guān)閉排氣支管閥門，接入增氧泵，使上方腔室處于曝氣狀態(tài)，此時(shí)，上、下腔室壓力平衡，下腔室無氣體存在，裝置安裝完畢。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

(1)不損傷植物體同時(shí)實(shí)現(xiàn)上、下腔室濃度不同，且水柱不互相交換；

(2)上、下腔室在底部均設(shè)置了取樣口，取樣方便；

(3)更換濃度方便，只需將原培養(yǎng)液倒出，再按照工作步驟(2)至(4)進(jìn)行即可；