[發明專利]一種適用于研究土壤-動物-植物界面過程的試驗裝置

在審

• 申請號: 202110309103.6
• 申請日: 2021-03-23
• 公開（公告）號: CN112889533A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 金秉潔;林咸永;倪亮;孫成亮;梁欣
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: A01G9/02
• 分類號: A01G9/02;A01K67/033
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 邱啟旺

本發明公開了一種適用于研究土壤?動物?植物界面過程的試驗裝置，包括圓形蓋板、圓柱形桶、圓柱形網桶以及鐵簽，圓柱形網桶位于圓柱形桶內部中間位置，內壁緊貼一層尼龍網，且兩桶上沿保持在同一水平，并用圓形蓋板和鐵簽固定，圓形蓋板上開有植物定植孔、透氣孔和提手插孔，植株定植前可先在圓柱形定植海綿中育苗，待幼苗長出后將幼苗與定植棉一起插入土壤中即可。本發明裝置能夠將植物根系和土壤動物活動范圍限制在合適的土壤范圍內，同時不會影響土壤動物的正常活動，并有效防止動物逃逸，從而大大增加土壤動物與植物根系界面的接觸機會，本裝置還可以用于研究在不接觸根系的情況下土壤動物的活動對植物界面過程的間接影響。

技術領域

本發明屬于土壤生態學試驗裝置技術領域，尤其涉及一種適用于研究土壤-動物-植物界面過程的試驗裝置。

背景技術

土壤中的生物多樣性占地球生物多樣性總量的25％以上。大量研究表明，較高的土壤生物多樣性對提高土壤肥力、維持土壤健康至關重要，被作為衡量土壤生態健康的關鍵指標之一。作為土壤生態系統中必不可少的一環，土壤動物通過捕食、排泄以及掘穴等活動能夠改善土壤結構，調節土壤微生物以及植物根系的生長環境，顯著影響土壤中碳氮磷等養分元素的生物地球化學循環過程，進而顯著促進植物生長發育。因此，土壤生態系統中土壤動物的多樣性和生物量在維持土壤生態健康、促進植物生長發育中的重要作用正越來越受到人們的廣泛關注。

植物在生長發育過程中不斷地從土壤環境中吸收各種必需養分，同時也會產生大量的根系分泌物、枯枝落葉等有機物質進入土壤環境中，為土壤微生物和土壤動物提供了豐富的食物來源，并最終再次轉化成有效養分供植物根系吸收利用。有證據表明，植物能夠根據自身需求通過分泌特殊信號物質募集一些特異性的根系促生菌在根系富集，從而顯著提高土壤養分有效性和根系養分吸收效率，并且根際微生物在植物抵御病蟲害過程中同樣發揮重要的作用。另有研究表明，不僅是根際微生物，植物根內生菌、葉內生菌以及葉際微生物群落結構同樣也會受到土壤環境的影響，并顯著影響植物生長發育過程。目前土壤動物對土壤環境的調控作用以及對土壤微生物群落的影響作用已經得到廣泛共識，但土壤動物如何進一步影響植物的生長發育過程有待進一步研究。因此，研究土壤環境中土壤動物-微生物-植物三者之間的相互作用關系有助于我們進一步了解土壤生物對調節土壤養分循環、促進植物生長發育的作用機制，對促進土壤生態健康、提高土壤肥力、保障農產品安全具有重要意義。

目前在關于土壤-微生物-植物界面過程的研究中常使用根箱作為主要的研究工具。根箱一般均會使用多層尼龍隔網，使植物根系能夠緊貼尼龍網生長，可以精確的獲取根系附近的根際土壤樣本。然而由于在根箱中植物根系一般都會密集生長在較為狹小的空間內，并不適用于接種大中型土壤動物，并且由于植物大多數根系緊貼尼龍網壁，極大的限制了土壤動物與根系的接觸幾率，進而降低試驗的準確性。現有的研究多是將土壤動物直接接種到盆栽試驗中，但由于土壤動物活動范圍較廣，這種方法無法精確控制土壤動物的活動范圍，削弱了土壤動物對植物的影響作用，也無法進一步探究土壤動物在不接觸土壤根系的條件下其對植物界面過程的影響。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的不足，提供一種適用于研究土壤-動物-植物界面過程的試驗裝置。本發明適用于研究各種土壤大中型無脊椎動物(如蚯蚓、蜣螂、蝸牛、鼠婦、馬陸等)、土壤微生物、植物界面之間生物學、化學等過程；采用本發明試驗裝置能有效的將植物根系和土壤動物的活動范圍限制在合適的范圍內，大大增加土壤動物與植物的接觸機會,并且能夠研究在不接觸植物的情況下土壤動物對植物界面生物學過程以及植物生長狀況的間接影響。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：一種適用于研究土壤-動物-植物界面過程的試驗裝置，包括圓形蓋板1、圓柱形網桶2、圓柱形桶3、鐵簽4和定植海綿5。圓柱形網桶2位于圓柱形桶3中。