[發(fā)明專利]一種植物根系自動監(jiān)測系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310100605.3
• 申請日: 2013-03-27
• 公開（公告）號: CN103141320A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 賈志寬;吳普特;聶俊峰;韓清芳;韓文婷;張建剛;戚鵬;丁瑞霞;王俊鵬;雷國才;楊保平;聶森;牛秀峰;牟思維
• 申請（專利權(quán)）人: 西北農(nóng)林科技大學(xué)
• 主分類號: A01G7/00
• 分類號: A01G7/00;G01N33/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于植物根系監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種植物根系自動監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術(shù)

植物根系具有養(yǎng)分和水分的吸收、傳輸和儲存、植物體的固定與支撐等重要的生理功能，對作物起支撐作用，在生態(tài)系統(tǒng)的生物地球化學(xué)循環(huán)中扮演著重要角色。

植物根系研究的重要性為國內(nèi)、外專家所關(guān)注，但因觀察取樣之復(fù)雜和困難，其研究進展較為緩慢。根系是植物重要的組成部分，其生長狀態(tài)與整個植株的生長密切相關(guān)，根系具有固持土壤、抵抗土壤侵蝕的功能。由于土壤不可觀測性的限制，無法對根系的生長狀態(tài)進行直接觀測，這對于根系生理、生化指標(biāo)的研究十分不便。目前，對根系生理、生化方面的分析測定基本上都是通過挖掘法、根鉆法，剖面法等傳統(tǒng)的取根方法，不僅費時費力，更重要的是破壞甚至終止了原有植株的生長，而且取出的根系也常常是不完整或有不同程度的損壞，所以佐證了地下生態(tài)學(xué)的研究難度之大，植物根系研究方法的選擇，相對于植物地上部分而言對研究結(jié)果具有更大的影響。因此，尋找原位觀察監(jiān)測根系生長和空間形態(tài)分布的方法就顯得十分必要。鑒于目前該領(lǐng)域的薄弱狀況，為了更好的進行植物根系研究，更深入地了解地下“隱藏的一半”，有必要建立植物根系自動監(jiān)測、分析、控水研究的專用設(shè)施，以便于對植物根系更深層次的研究。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種植物根系自動監(jiān)測系統(tǒng)，旨在解決目前對根系生理、生化方面的分析測定基本上都是通過傳統(tǒng)的挖掘法、根鉆法，剖面法取根，費時費力，破壞甚至終止了原有植株的生長，取出的根系也常常是不完整或有不同程度的損壞，使得佐證地下生態(tài)學(xué)的研究難度較大的問題。

本發(fā)明的目的在于提供一種植物根系自動監(jiān)測系統(tǒng)，該自動監(jiān)測系統(tǒng)包括：

有機玻璃土柱，用于在不損傷原有植株的情況下，直接觀看根系生長狀態(tài)；

植物根系監(jiān)測子系統(tǒng)，用于實時、動態(tài)、全天候地采集多種植物根系土壤水分、溫度、植株蒸發(fā)量以及作植物根系生長參數(shù)的數(shù)據(jù)和圖像；

植物根系及葉片分析子系統(tǒng)，用于對植物根系圖像和葉片圖像進行分析，并探討葉片生長與根系生長的關(guān)系。

進一步，有機玻璃土柱上設(shè)置有對根際土壤的水分、養(yǎng)分、溫度、微生物進行監(jiān)測和取樣的可開合式小窗。

進一步，該自動監(jiān)測系統(tǒng)還可通過觀察有機玻璃土柱上可開合式小窗獲取植物根系樣品，以進行各種生理、生化指標(biāo)測定分析及斷根試驗。

進一步，所述植物根系監(jiān)測子系統(tǒng)中設(shè)置有SM200-DT80土壤水分動態(tài)監(jiān)測子系統(tǒng)、TDR200土壤水分探測器、蒸發(fā)電子天平、蒸發(fā)全時監(jiān)控及數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、

進一步，所述SM200-DT80土壤水分動態(tài)監(jiān)測子系統(tǒng)中設(shè)置有土壤水分傳感器、數(shù)字采集器。

進一步，所述植物根系及葉片分析子系統(tǒng)中設(shè)置有WinRHIZO根系分析子系統(tǒng)、WinFOLIA葉分析子系統(tǒng)、LI-6400便攜式光合測定儀、便攜式調(diào)制葉綠素?zé)晒鈨x。

進一步，該自動監(jiān)測系統(tǒng)還包括：觀察室，由鋼筋及水泥構(gòu)建而成，用于放置有機玻璃土柱，并通過有機玻璃土柱直接觀看根系生長狀態(tài)；

系統(tǒng)地上部分，采用防銹鋼架拱型結(jié)構(gòu)，由頂部為透光遮雨板材、四周為通風(fēng)防雨板材及供電供水設(shè)施的移動大棚、鋼架吊裝裝置及地上防輻射板組成；

系統(tǒng)地下部分，頂部用鋼筋及水泥澆筑而成，并預(yù)留有機玻璃土柱放置的水泥標(biāo)準(zhǔn)孔，觀察、監(jiān)測的有機玻璃土柱；

系統(tǒng)配套設(shè)施，用水泥澆筑而成，具有根土沉淀池的洗根場、洗根機、運輸根管的洗根車構(gòu)成；

系統(tǒng)輔助儀器設(shè)備，由有機玻璃土柱地上吊裝設(shè)備、地下有機玻璃土柱升降設(shè)施及植物斷根環(huán)鋸構(gòu)成，用于與有機玻璃土柱相配合使用。

本發(fā)明提供的植物根系自動監(jiān)測系統(tǒng)，有機玻璃土柱在不損傷原有植株的情況下，直接觀看根系生長狀態(tài)，植物根系監(jiān)測子系統(tǒng)實時、動態(tài)、全天候地采集多種植物根系土壤水分、溫度、植株蒸發(fā)量以及作植物根系生長參數(shù)的數(shù)據(jù)和圖像，植物根系及葉片分析子系統(tǒng)對植物根系圖像和葉片圖像進行分析，并探討葉片生長與根系生長的關(guān)系，可通過觀察有機玻璃土柱上可開合的小窗對根際土壤的水分、養(yǎng)分、溫度、微生物指標(biāo)進行監(jiān)測和取樣，以進行各種生理、生化指標(biāo)測定分析、進行斷根試驗，提高了生理、生化實驗的可信度，減少了單一大田試驗帶來的誤差，為更深層次研究提供了有力的數(shù)據(jù)來源，為許多創(chuàng)新性研究可控試驗減少一些環(huán)境因素的干擾，利于創(chuàng)新研究的實現(xiàn)，節(jié)省了人力、物力、財力的消耗，可進行多種植物根系的觀察、取樣、監(jiān)控、斷根實驗，可長年進行生理、生化試驗，風(fēng)險很小，易維護，使用范圍廣，可操作性能強，具有較強的推廣與應(yīng)用價值。

附圖說明