[發(fā)明專利]一種土壤污染物輸入控制與動態(tài)監(jiān)測的植物培養(yǎng)箱

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010314046.6
• 申請日: 2020-04-20
• 公開（公告）號: CN111328586B
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉寅;錢進;陸卞和;唐思婧
• 申請（專利權(quán)）人: 河海大學
• 主分類號: A01G9/02
• 分類號: A01G9/02;A01G7/06;G01D21/02
• 代理公司: 南京君陶專利商標代理有限公司 32215
• 代理人: 嚴海晨

本發(fā)明涉及一種土壤污染物輸入控制與動態(tài)監(jiān)測的植物培養(yǎng)箱，包括根系培養(yǎng)箱體、培養(yǎng)液配制模塊、動態(tài)監(jiān)測模塊、根系生長網(wǎng)箱和出水口。根系生長網(wǎng)箱用于植物根系的前期培養(yǎng)，培養(yǎng)液配制模塊包括驅(qū)動攪拌桿、外壁刻度尺、流量調(diào)節(jié)泵等組件完成對含污染物質(zhì)的培養(yǎng)液配制與輸送過程，根系培養(yǎng)箱體通過回字滲液管和流量傳感器完成培養(yǎng)液的合理布流與流量記錄過程，動態(tài)監(jiān)測模塊通過污染物檢測探針實時記錄污染物的分布與濃度情況，實驗所得相關(guān)數(shù)據(jù)可利用根系培養(yǎng)箱體上的儀表盤進行顯示并通過終端接口實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。該裝置將含污染物質(zhì)的培養(yǎng)液的配制過程、輸入過程、布水過程與檢測過程合為一體，操作簡單，易于調(diào)試，能夠得出較為準確的數(shù)據(jù)分析結(jié)果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是一種土壤污染物輸入控制與動態(tài)監(jiān)測的植物培養(yǎng)箱，屬于植物根系分泌物與土壤污染物降解技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

經(jīng)大量植物根系修復(fù)污染土壤的研究發(fā)現(xiàn)，根系及其分泌物能通過酶的直接降解作用、根系分泌物的共代謝及降毒作用等功能促進了土壤污染物的轉(zhuǎn)移和降解。目前，研究新型污染物在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化過程和根系吸收降解作用成為一大熱點，一套能夠用于研究根際土壤降解污染物的裝置也是研究人員所必需的實驗設(shè)備，其功能包含能夠合理布置土壤污染物的輸入、控制土壤污染物濃度和監(jiān)測記錄動態(tài)變化等。

在目前所采用的實驗方法大多是在根際箱或培養(yǎng)箱中直接輸入一定濃度污染物，直至根系及土壤樣本取出后方可測定記錄土壤污染物降解轉(zhuǎn)化情況。而植物在不同的生長周期所分泌的根系分泌物是完全不同的，即處于不同生長期的植物根際土壤對污染物的降解轉(zhuǎn)化情況也是有差異，所以目前設(shè)備在實時記錄污染物在根際土壤中動態(tài)變化過程有一定難度。如專利公開號為CN208047489U實用新型公開的 一種四周環(huán)繞型光照的根系培養(yǎng)過渡裝置，其具有有利于植物為矩形四周環(huán)繞型種植的生長發(fā)育，但是該裝置缺少動態(tài)監(jiān)測模塊，因而較難利用該種根系培養(yǎng)裝置進行土壤污染物的相關(guān)研究。同時在對根際土壤樣本輸入研究污染物時，研究人員對目標污染物的輸入方式大多為土壤澆灌，由上至下進行下滲漫延。該類污染物質(zhì)的輸入方式難以做到研究污染物質(zhì)在根際土壤中的均勻分布，常常出現(xiàn)污染物質(zhì)在底層土壤或部分區(qū)域土壤的聚集。如專利公開號為CN110133200A發(fā)明專利公開的 一種用于研究植物根際微環(huán)境的多功能根箱裝置，其優(yōu)點在于設(shè)有多個傳感器，可以監(jiān)測根際微環(huán)境的情況。但其發(fā)明所包含的十字布水架和輸水管僅局限于上層土壤進水，無論是營養(yǎng)物質(zhì)的輸送還是研究所用污染物質(zhì)的輸入，都難做到均勻分布。

有研究表明根系形態(tài)及根系構(gòu)型特征的差異性對氮磷、微塑料等污染物質(zhì)的吸收存在吸收動力學差異，即不同的根系構(gòu)型或根系部位對污染物質(zhì)的吸收降解能力不同。因而進行根系及其分泌物對污染物降解作用研究時采用分層的平流進水相較于下滲式進水更為合適。目前尚未有技術(shù)將根際箱或培養(yǎng)裝置的進水模式系統(tǒng)地改進成不同深度土壤均勻水平布水模式。在水平布水進料的情況下，相較于四周式進水，中心輻射式布水進料有利于根際土壤與污染物質(zhì)的接觸。傳統(tǒng)的根箱與培養(yǎng)裝置難以做好合理的污染物輸入控制與實時的動態(tài)監(jiān)測記錄。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出的是一種土壤污染物輸入控制與動態(tài)監(jiān)測的植物培養(yǎng)箱，其目的在于彌補現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提出一種將含污染物質(zhì)的培養(yǎng)液的配制過程、輸入過程、布水過程與檢測過程合為一體的土壤污染物輸入控制與動態(tài)監(jiān)測的植物培養(yǎng)箱。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案：一種土壤污染物輸入控制與動態(tài)監(jiān)測的植物培養(yǎng)箱，結(jié)構(gòu)包括根系培養(yǎng)箱體1、培養(yǎng)液配制模塊2、動態(tài)監(jiān)測模塊3、根系生長網(wǎng)箱4、出水口5，所述根系培養(yǎng)箱體1右側(cè)連接培養(yǎng)液配制模塊2實現(xiàn)培養(yǎng)液的輸入；動態(tài)監(jiān)測模塊3與根系培養(yǎng)箱體1上部連接，實時監(jiān)測箱體內(nèi)部土壤中污染物分布及濃度的動態(tài)變化；動態(tài)監(jiān)測模塊3上設(shè)有孔洞，根系生長網(wǎng)箱4穿過孔洞進入根系培養(yǎng)箱體1內(nèi)部；出水口5連接根系培養(yǎng)箱體1左側(cè)控制多余培養(yǎng)液或水分流出。