[發明專利]一種用于植物根際環境研究的根箱實驗裝置

有效

• 申請號: 201611039366.5
• 申請日: 2016-11-21
• 公開（公告）號: CN106645670B
• 公開（公告）日: 2018-04-03
• 發明（設計）人: 謝顯傳;程宇;丁玨;賀輝輝;黃玉;秦龍;朱海嘯;胡月;張德林
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: G01N33/50
• 分類號: G01N33/50;G01N1/10;A01G9/02;A01G9/029;A01B79/02
• 代理公司: 貴陽派騰陽光知識產權代理事務所(普通合伙)52110
• 代理人: 谷慶紅

技術領域

本發明涉及根箱實驗裝置技術領域，具體是涉及一種用于植物根際環境研究的根箱實驗裝置。

背景技術

根際是植物根系和土壤進行養分和能量交換的重要區域，是土壤微生物最活躍的場所，是受作物根系生長影響，同時又影響作物養分的吸收與運轉的特定區域。根系分泌的有機酸、糖類、酶等物質溶解在土壤水之后強烈影響土壤中的有機、重金屬類污染物質的賦存、遷移、轉化過程及規律。因此，根際微域一直是國內外土壤學、植物營養學、農學、環境學等多學科研究的焦點之一。

對于根際土壤的取樣方法，過去已有較多研究。傳統的方法以抖動分離為主，但無法避免取樣量不均一、量化不科學對實驗準確性的影響。也有學者采用冷凍切片法，然而切片厚度不易控制，且切片時會對土壤產生擠壓變形，同時速凍過程會改變土壤的養分情況和微生物活性。現多有報道采用多隔層根箱，通過尼龍網將土壤分為根際土壤與非根際土壤，通過隔層緊密相貼，進行毫米級采樣，但迄今的研究對于根際和非根際土壤區域的區分尚無準確界定，所以固定尺寸的根箱很難做到與根際和非根際土壤的匹配研究，根箱做的太大即可能浪費，根箱做的太小即可能對根際區界定不完全。對于根際土壤水的取樣方法，過去也有較多研究。傳統的方法以取出土壤離心為主，但這會破壞土壤狀態，且植物生長期內無法取樣。也有學者或機構采用土壤水取樣器采取土壤水樣，但是對根際與非根際土壤、土壤水相結合進行取樣的研究鮮有報道。

發明內容

本發明提供了一種用于植物根際環境研究的根箱實驗裝置，采用本裝置能準確方便的對距根際不同距離的土壤及土壤水進行取樣，研究根系生長不同區域的分異特征。

本發明的技術方案是，一種用于植物根際環境研究的根箱實驗裝置，包括前擋板、后擋板、U型根際隔板、尼龍網、土壤水收集管、持水底座、緊固螺絲、透氣孔、進水孔；所述尼龍網附在U型根際隔板表面上，U型根際隔板和尼龍網位于前擋板和后擋板之間，并由緊固螺絲擰緊固定，所述U型根際隔板可以根據實驗需要增加或減少其數量，U型根際隔板側邊設有土壤水收集孔；所述土壤水收集管通過所述土壤水收集孔配合一次性注射器取水，注射器頭部用0.22μm濾膜包裹，過濾土壤水中大顆粒雜質；所述持水底座位于最底部，其持水高于根箱底部土壤，利用虹吸效應自動供水，不從根箱頂部灌溉給水，所述透氣孔位于前擋板與后擋板上部、中部，所述進水孔位于前擋板與后擋板下部。

進一步地，在上述方案中，所述的透氣孔為Φ1-5mm圓孔，以供透氣，所述進水孔為Φ1-5mm圓孔，以供持水底座供水。

進一步地，在上述方案中，所述的尼龍網孔徑為15-50μm。

進一步地，在上述方案中，所述尼龍網為玻璃纖維增強尼龍，由以下重量份的成分組成：尼龍樹脂10～50份、麻纖維5～20份、玻璃纖維5～20份、芐基萘磺酸甲醛縮合物3-10份、竹油1-6份、增韌劑0.2～1.4份、硼酸鹽0.2-1份、生物殺滅劑0.02-0.1份、酚醛樹脂NL固化劑0.1-0.2份、擴鏈劑0.1～0.3份、潤滑助劑0.1～1份、抗氧劑0.01～1份。

更進一步地，所述生物殺滅劑是由丙環唑和吡蟲啉組成，二者的比例為3-5∶1。

所述尼龍網的制備方法為：將配方量的尼龍樹脂、麻纖維、玻璃纖維、芐基萘磺酸甲醛縮合物、竹油、增韌劑、硼酸鹽、生物殺滅劑、酚醛樹脂NL固化劑、擴鏈劑、潤滑助劑、抗氧劑在高速混合器中混合均勻，依次經過熔融、混煉、擠出、冷卻和干燥，最后切粒即成。

進一步地，在上述方案中，所述U型根際隔板為可拆卸玻璃板。

進一步地，在上述方案中，所述U型根際隔板厚1-5mm，長寬與前擋板和后擋板相同，中間掏空。

進一步地，在上述方案中，在所述U型根際隔板一側距頂部一定距離處鉆有土壤水收集孔，所述土壤水收集孔為Φ1-5mm孔，以收集土壤水。

本發明裝置在使用時，將磨過1mm篩的土壤與污染物質和營養元素混合均勻，撒滿根箱各隔層，先加入去離子水到一定持水量，將植物定植在中間根室中，生長過程中根部被固定在兩層尼龍網之間。根據不同植物的根系生長特性，選擇不同位置開啟土壤水取樣孔，置入取樣管定期采取土壤水樣。在植物的生長周期之后采取植物和土壤樣品進行分析。

與現有技術相比，本發明的有益效果體現在以下幾點：