CN102087173B - 一种用于根际微域研究的根箱试验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于根际微域研究的根箱试验装置，包括根箱、根际隔层、隔板、倾斜板、取样板以及渗漏管，倾斜板和隔板设于根箱的上部，渗透管铺设在根箱底部，倾斜板设于根箱的箱壁与隔板之间，呈水平倾斜30°放置，倾斜板上开有用于定植作物的定植口，隔板上开有出根缝，根际隔层由塑料板、尼龙网和斜片构成，取样板与塑料板尺寸相同，取样板的中间挖空。本发明装置不仅能进行根系周围不同毫米级别的根际微域研究，避免非根际土壤影响，而且可以用于研究根系不同部位的区域分异特征。
Description
技术领域
本发明涉及根箱试验装置，尤其涉及一种用于根际微域研究的根箱试验装置。
背景技术
根际是作物根系和土壤进行养分和能量交换的重要区域，是土壤微生物最活跃的场所，是受作物根系生长的影响，同时又影响作物养分的吸收与转运的特定区域。因此，根际微域一直是国内外土壤学、植物营养学、农学等多学科研究的焦点之一。
对于根际土的取样方法，已有较多研究。传统的方法以人为抖动分离法为主，但无法避免采样量不均一对试验准确性的影响。也有人采用冷冻切片法，然此法切片厚度不易控制，且切片时会对土体产生挤压变形，同时速冻过程会改变土体中的养分状况及微生物活性。现多有报道采用三室多隔层根箱，通过隔层网紧密相贴，进行毫米级别取样。为保证根箱内根系的密集度，大多数根箱均设计得较小，因而不能完成作物整个生育期的研究。故多采用倾斜玻璃板观察法，通过一面透明玻璃观察作物生长状况。但是这类根箱中作物根系并非均匀分布，在隔层土壤中不可避免的含有部分非根际土壤，所以无法精确研究根系的作用部位，还受作物类型限制。
发明内容
本发明提供了一种用于根际微域研究的根箱试验装置，采用本装置能准确方便的对离根际不同距离的土壤进行取样，并能研究根系不同部位的区域分异特征。
一种用于根际微域研究的根箱试验装置，包括根箱、根际隔层、隔板、倾斜板、取样板以及渗漏管。
所述的倾斜板和隔板位于根箱的上部，根箱上部的两侧壁上设有与水平呈30～45°的垫片。所述的倾斜板为可拆卸塑料板，位于根箱的箱壁与隔板之间，置于垫片上，倾斜板的长度与根箱长度一致。倾斜板上靠近箱壁的一侧上开有长宽均为0.5cm的定植口，用于定植作物，定植口所在侧边可与箱壁保持0.5cm宽度的距离；倾斜板另一侧与隔板的出根缝接触，并略高于隔板出根缝下端，便于水稻根系在重力作用下沿着斜面生长穿过隔板；所述的隔板上开有宽0.5-1cm、长度略短于隔板本身的出根缝。
所述的根际隔层为可拆卸隔层，包括内塑料板、外塑料板、尼龙网和斜片，两块塑料板上每相隔4cm以上、倾斜30-45°切割缝宽为0.1-0.2cm的细缝，尼龙网穿过两塑料板的细缝黏贴在两块板面上，在两隔板之间形成尼龙网斜面；其中在靠近隔板的内塑料板上所切割细缝的垂直方向上方开有直径0.5cm的出根孔，便于根系进入根际隔层；所述的斜片设于外塑料板的内板面上，即外塑料板朝向内塑料板的板面一侧，斜片的宽度与根际隔层一致，每个出根孔外均对应设有两片倾斜60-75°的斜片，每个出根孔外对应的两斜片形成倒梯形形状，斜片的上端开口高于出根孔，而下端开口贴近尼龙网，从而防止根系进入根际隔层后斜向生长，使根系受到斜片阻挡后受重力影响沿着尼龙网斜面生长。所述的取样板与塑料板尺寸相同，取样板的中间挖空，其中空部分覆盖尼龙网，并在中空处两端与尼龙网斜面位置相对应处分别以毫米级别平行切割若干细线，细线的倾斜角度与尼龙网斜面相同。
所述的渗透管铺设在根箱底部。
所述的尼龙网的孔径为25μm。
本发明装置使用时，先用石英砂铺满排水管，将磨过1mm筛的土壤均匀地放置在根箱和根际隔层。同时，根际隔层和隔板之间的土壤低于隔板的出根缝，便于观察并选择引导作物根系。将作物定植于斜板上面，根系放置在定值口下部，把茎置于定植口上部，为了便于操作，斜板和根箱箱壁留有0.5cm左右的空隙。移栽成活后产生的新根，受重力影响沿着斜板生长，并通过出根缝穿过隔板。当根系穿过隔板上后，将装置倾斜放置，用镊子使根系通过小孔进入根际隔层。再在隔板和根际隔层覆土，保持土层高度一致。根系穿过小孔后由于受重力影响，会沿着斜片和尼龙网斜面生长。取样板与塑料板尺寸相同，其中间挖空，并在尼龙网斜面位置两边分别精确的以毫米级别平行切割细线，用于作物生长后期对根际土壤毫米级别的取样。
本发明的根箱试验装置具有以下设计特点：
1.根箱装置具有可拆卸性，可重复利用。
2.每条根通过小孔进入根际隔层，避免根系之间相互作用对根际土取样的影响。
3.采用根际隔层设计，能很好的减少取样的扰动，并能精确研究距离根系不同位置土壤以及不同根系部位的根际土壤。
本发明的根箱试验装置，具有以下有益效果：
1.采用根际隔层和取样板设计，可以免去土壤切片的扰动和不精确问题，简化取土的方法和步骤，避免了人为不可控因素。
2.采用根际隔层的特殊设计，可以原位采集根际土壤，精确研究距离根系不同位置土壤以及作物根系不同部位的根际土壤。
本发明适用于根土界面中养分、污染物及微生物的变化特征研究，解决了根际微域研究中土样采集的技术难题，进一步简化了毫米级别根际微域土壤的采集方法，有利于研究作物根系不同部位的区域分异特征，有利于进一步精细根土界面的研究。
附图说明
图1是本发明的根箱试验装置结构示意图。
图2是图1中的A向结构示意图。
图3是本发明的根箱试验装置中取样板的结构示意图。
具体实施方式
参照上述附图，对本发明的具体实施方式进行详细说明。如图1～3所示，一种根箱试验装置，包括根箱1、根际隔层、隔板7、倾斜板8、取样板12以及渗漏管11。倾斜板8和隔板7设于根箱的上部，渗透管11铺设在根箱底部，根箱1上部两边的侧壁上设有垫片10，垫片与水平呈30-45°，用于放置倾斜板8，倾斜板8为可拆卸塑料板，倾斜板8置于垫片上，位于根箱的箱壁与隔板7之间，靠近箱壁一端高，靠近隔板一端低，从而使根系受重力影响而沿着斜面生长，倾斜板8的长度与根箱长度一致。倾斜板8靠近箱壁的一侧与箱壁之间保持0.5cm宽度的距离，并在该侧上开有长宽均为0.5cm的定植口9，用于定植作物；倾斜板8的另一侧与隔板7上的出根缝6接触，并略高于出根缝6的下端，便于水稻根系在重力作用下沿着斜面生长穿过隔板7；出根缝6的尺寸为宽0.5-1cm、长度略短于隔板本身。根际隔层为可拆卸隔层，根际隔层包括塑料板、尼龙网2和斜片3，塑料板包括内塑料板51和外塑料板52，两块塑料板上每相隔4cm以上、倾斜30-45°切割缝宽为0.1-0.2cm的细缝，尼龙网2穿过两塑料板上对应的细缝黏贴在两块板面上，在两块塑料板之间形成尼龙网斜面；其中在靠近隔板7的内塑料板51所切割细缝的垂直方向上方开有直径0.5cm的出根孔4，便于根系进入根际隔层；斜片3设于外塑料板52的内板面上，即外塑料板52朝向内塑料板51的板面一侧，斜片3的宽度与根际隔层一致，每个出根孔4外均对应设有两片倾斜60-75°的斜片3，每个出根孔4外对应的两斜片形成倒梯形形状，斜片3的上端开口高于出根孔4，而下端开口贴近尼龙网2，从而防止根系进入根际隔层后斜向生长，使根系受到斜片阻挡后受重力影响沿着尼龙网斜面生长。取样板12与塑料板的尺寸相同，取样板12的中间挖空，其中空部分面积至少涵括尼龙网所在区域，以便于取样，并在中空处两端与尼龙网斜面位置相对应处分别以毫米级别平行切割若干细线13，细线13的倾斜角度与尼龙网斜面相同。
根际隔层的高度根据所研究的作物以及生育期而定，取样时，可以根据根系的生长情况，研究不同根系部位的区域分异特征。
使用本发明的根箱试验装置时，先用石英砂铺满排水管，将磨过1mm筛的土壤均匀地放置在根箱和根际隔层。同时，根际隔层和隔板之间的土壤低于隔板的出根缝，便于观察并选择引导作物根系。将作物定植于斜板上面，根系放置在定值口下部，把茎置于定植口上部，为了便于操作，斜板和根箱箱壁留有0.5cm左右的空隙。移栽成活后产生的新根，受重力影响沿着斜板生长，并通过出根缝穿过隔板。当根系穿过隔板上后，将装置倾斜放置，用镊子使根系通过小孔进入根际隔层。再在隔板和根际隔层覆土，保持土层高度一致。根系穿过小孔后由于受重力影响，会沿着斜片和尼龙网斜面生长。取样板与塑料板尺寸相同，其中间挖空，并在尼龙网斜面位置两边分别精确的以毫米级别平行切割细线，用于作物生长后期对根际土壤毫米级别的取样。
本发明的根箱试验装置中，根系隔层的一面箱壁设计为可拆卸，在取样时期，使其水平放置，根系隔层朝上，用刀片沿着细缝切割尼龙网，打开箱壁和根系隔层的上部塑料片，放置取样板，用长刀片沿着两端刻好的毫米级别细线，垂直切割，分别计作距离根际不同毫米级别的根际土壤，并可根据作物根系生长的长度，距离根尖再细分不同根系部位的根际土壤样品，以实现研究根际微域分异特征的目的。
Claims (6)
1.一种用于根际微域研究的根箱试验装置，包括根箱(1)、根际隔层(5)、隔板(7)、倾斜板(8)、取样板(12)和渗漏管(11)，其特征在于：所述的倾斜板(8)和隔板(7)位于根箱(1)的上部，所述的渗透管(11)铺设在根箱(1)的底部；根箱(1)的两侧壁上设有垫片(10)，所述的倾斜板(8)位于根箱(1)的箱壁与隔板(7)之间并置于垫片(10)上，所述的倾斜板(8)靠近箱壁一端高，靠近隔板(7)一端低，倾斜板(8)靠近箱壁的一侧上开有定植口(9)；倾斜板(8)的另一侧与开有出根缝(6)的隔板(7)接触，并略高于出根缝(6)的下端；
所述的根际隔层(5)包括内塑料板(51)、外塑料板(52)、尼龙网(2)和斜片(3)，内塑料板(51)和外塑料板(52)上倾斜切割有细缝，所述的尼龙网(2)穿过塑料板上的细缝黏贴在塑料板的板面上，在两塑料板之间形成尼龙网斜面；所述的内塑料板(51)上所切割细缝的垂直方向上方开有直径0.5cm的出根孔(4)；所述的斜片(3)设于外塑料板(52)的内板面上，斜片(3)的宽度与根际隔层(5)一致，每个出根孔(4)外均对应设有倾斜60-75°的斜片(3)，每个出根孔(4)外对应的两斜片形成倒梯形形状，斜片(3)的上端开口高于出根孔(4)，而下端开口贴近尼龙网(2)；
所述的取样板(12)与外塑料板(52)的尺寸相同，取样板(12)中间挖空，并在中空处两端与尼龙网(2)斜面位置相对应处平行切割若干细线(13)，细线(13)的倾斜角度与尼龙网斜面相同。
2.根据权利要求1所述的用于根际微域研究的根箱试验装置，其特征在于：所述的尼龙网(2)的孔径为25μm。
3.根据权利要求1所述的用于根际微域研究的根箱试验装置，其特征在于：倾斜板(8)为可拆卸塑料板，与水平呈30-45°放置，其长度与根箱(1)的长度一致。
4.根据权利要求1所述的用于根际微域研究的根箱试验装置，其特征在于：所述的出根缝(6)的大小为宽0.5-1cm、长度略短于隔板(7)。
5.根据权利要求1所述的用于根际微域研究的根箱试验装置，其特征在于：所述的内塑料板(51)和外塑料板(52)上的细缝为每相隔4cm以上、倾斜30-45°切割宽为0.1-0.2cm的细缝。
6.根据权利要求1所述的用于根际微域研究的根箱试验装置，其特征在于：所述的取样板(12)的中空处两端与尼龙网(2)斜面位置相对应处分别以毫米级别平行切割若干细线(13)，细线(13)的倾斜角度与尼龙网(2)斜面相同。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20120704 Termination date: 20211105 |
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