CN102735589B - 快速精确测定植物导水率的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种快速精确测定植物导水率的装置。它包括：一储水容器；一管路气泡去除机构；所述管路气泡去除机构的入口端与所述储水容器相连通；一微型流量计；所述微型流量计的入口端与所述管路气泡去除机构的出口端相连通；和一样品放置机构；所述样品放置机构的入口端与所述微型流量计的出口相连通；所述样品放置机构用于放置待测植物样品。本发明的测定植物导水率装置具有结构简单、制作方便、密封性能好等优点；同时本发明引入当代科技产品（微型流量计）而使得在测定植物样品时具有操作简单、测定高效和精确等特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种快速精确测定植物导水率的装置，属于植物导水率测定技术领域。
背景技术
水分生理生态是植物生理生态研究中的三大核心内容（能量、水分、营养）之一。在很大程度上水分决定植物对环境的适应度，是因为水分影响着植物在陆地上的分布、形态建成以及生长发育过程中的各种生理活动。从上世纪70、80年代起，已有大量的文献从小到植物体内水分的吸收、运输和散失，大到植物体内的水分平衡和植物对水分胁迫的响应等方面进行了报道，并逐渐形成和完善了研究植物水分运输的理论基础，即土壤—植物—大气系统（SPAC）理论：为了维持植物体内的水分平衡，发育形成了一套根部从土壤吸收水分，通过木质部，经过茎最终运输到叶片，再通过叶片蒸腾作用散失到大气中的水分运输系统和水分运输策略。而将植物在特定的环境条件下，为适应生存竞争的需要所形成的不同形态结构和水分运输供给策略，称之为水力结构特征。其中，植物导水率（Kh）是重要的水力结构特征参数之一，是指测定单位时间内通过某一植物茎段的水流量与引起该水流量的压力梯度比值。植物导水率（Kh）越高，说明其导水能力越强。在植物导水率（Kh）的基础上还可通过测定边材面积和叶面积计算植物比导水率（Ks）、叶比导水率（LSC）、胡伯尔值（Hv）等水力结构参数来研究不同生境条件下植物对水分状况的适应性和植物木质部栓塞化程度，说明植物的抗逆境生存能力。通过以上指标的分析可为当地植被保护和恢复，特别是为水资源严重亏缺的干旱和半干旱地区生态改善提供科学依据。因此，水力结构特征测定在植物水分生理的研究中被广泛应用。
早期对于导水率的测量方法主要有三种：解剖法、输水法和传声法。目前国内外常用的测定植物导水率及阻力的方法主要是在Sperry等(1988年)提出的冲洗法的基础上进行的改良。如国外已商品化的高压流速仪（High Pressure Flow Meter,HPFM;由美国Tyree M.T.教授设计、Dynamax公司生产）和木质部栓塞仪（Xylem Embolism Meter,XYL’EM;INRA Licensed Instrumentec公司按照法国Cochard教授的设计生产），但这些仪器的价格昂贵，制作原理复杂，维修困难等缺点。而国内也有几个实验室根据冲洗法原理自行设计了相关的简易仪器，但这些自制仪器在制作过程中存在工艺复杂、需自制某些部件而导致密封性能不佳、测量繁琐和不够精确等缺点。如中国热带农业科学院橡胶研究研发和申报的“一种能同时测定多个样品植物导水率的装置”（公开号为CN 201628707U），此装置虽能同时测定多个样品植物导水率，但其只能测定木质部最大导水率，并非植物的实际导水率，不能很好的反映自然状态下植物的栓塞化程度和水分对植物影响。而且以上这些仪器装置在测定低导水率植物时，都存在测量量程不够，或测量不够精确和所需时间较长的缺点。
发明内容
本发明的目的是提供一种快速精确测定植物导水率的装置，该装置能够快速精确测定植物实际导水率，其利用冲洗法原理，能快速精确测定植物样品的实际导水率，特别适用于科学研究中的低导水率植物材料，具有测定快速、测量精确、制作简单等特点。
本发明所提供的一种快速精确测定植物导水率的装置，包括：
一储水容器；
一管路气泡去除机构；所述管路气泡去除机构的入口端与所述储水容器相连通；
一微型流量计；所述微型流量计的入口端与所述管路气泡去除机构的出口端相连通；和
一样品放置机构；所述样品放置机构的入口端与所述微型流量计的出口相连通；所述样品放置机构用于放置待测植物样品。
上述的测定植物导水率的装置中，所述储水容器设于所述样品放置机构的上方，且两者之间设有间距，可通过调节所述储水容器与所述样品放置机构之间的垂直距离来调整测定时需要的压强。
上述的测定植物导水率的装置中，所述管路气泡去除机构包括一注射器和一三通阀；所述注射器与所述三通阀的一个开口相连通，所述三通阀的另两个开口分别与所述储水容器和微型流量计相连通；使用时，使所述注射器与所述储水容器相连通，用所述注射器缓慢吸水从而使管路中充满不含气泡的冲洗液。
上述的测定植物导水率的装置中，所述三通阀可通过透明硅胶管与所述储水容器和微型流量计相连通，采用所述透明硅胶管可方便观察和去除上述测定植物导水率装置中通过冲洗液时存在的小气泡，同时硅胶管不易变形、内壁光滑、摩擦力小，对测定压强影响低。
上述的测定植物导水率的装置中，所述透明硅胶管与所述三通阀之间可通过转换接头相连接，采用所述转换接头可增加所述透明硅胶管与所述三通阀之间的密封性，所述转换接头与所述三通阀之间可采用螺纹配合，如所述三通阀采用两母一公三通阀时，选择与其配合的公接头和母接头。
上述的测定植物导水率的装置中，所述样品放置机构包括1个转换接头，所述转换接头的一端通过透明硅胶管与所述微型流量计相连通，另一端与透明硅胶管相连接，测定时，将准备好的样品放置于游离的所述透明硅胶管中即可。
上述的测定植物导水率的装置中，所述样品放置机构包括多个串联的三通阀，其中设于末端的三通阀的一个开口端为密封设置，设于另一末端的三通阀的一个开口端连接转换接头，转换接头的另一端通过透明硅胶管与所述微型流量计相连通；所述多个三通阀的剩余一开口端均通过转换接头与透明硅胶管相连接，测定时，将准备好的样品放置于多个游离的所述透明硅胶管中即可。
上述的测定植物导水率的装置中，所述转换接头与所述透明硅胶管的连接处均设有管卡，以增强所述透明硅胶管与所述转换接头之间的密封性。
本发明提供的测定植物导水率的装置具有结构简单、制作方便、密封性能好等优点：所选用的配件均为实验室或医学上常用的配件，如：三通阀、鲁尔（Luer）接头等。其市场价格低廉，在结构和制作方面以即用即连为主，拆卸方便。整个装置中没有自制，而且注射器、三通阀、鲁尔（Luer）接头以及相配套的透明硅胶管有明确的国家医药行业标准和生产规格而使配件连接紧密，能达到高密封性要求。同时，上述测定植物导水率装置在测定植物样品时具有操作简单、测定高效和精确等特点，是因为本发明引入当代科技产品（微型流量计）而使得测定速度快，结果可在较短时间内用计算机获取，从而减少人为读数和记录误差。
附图说明
图1为本发明提供的测定植物导水率装置的结构示意图。
图2为本发明提供的测定植物导水率装置中管路气泡去除机构的结构示意图。
图3为本发明提供的测定植物导水率装置中样品放置机构的结构示意图。
图中各标记如下：1储水容器、2管路气泡去除机构、3微型流量计、4样品放置机构、5注射器、6三通阀、7透明硅胶管、8鲁尔（Luer）接头、9管卡。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明，但本发明并不局限于以下实施例。
如图1所示，本发明提供的一种测定植物导水率的装置，包括储水容器1、管路气泡去除机构2、微型流量计3和样品放置机构4；如图2、图3和图4所示，该管路气泡去除机构2包括一注射器5和一三通阀6，注射器5与该三通阀6的一个开口相连通，该三通阀6的另两个开口分别通过透明硅胶管7与储水容器1和微型流量计3相连通，且该透明硅胶管7与三通阀6的两个开口之间设有鲁尔（Luer）接头8，以增加三通阀6与透明硅胶管7之间的密封性，且鲁尔（Luer）接头8与透明硅胶管7的连接处均设有管卡9，该三通阀6为两母一公三通阀，鲁尔（Luer）接头8与该三通阀6的另两个开口之间均为螺纹配合，根据需要也可选择为套接式配合；如图1所述，储水容器1设于样品放置机构4的上方，且两者之间设有间距，以提供测量时需要的压强；其中微型流量计3的入口端通过透明硅胶管7与管路气泡去除机构2中的三通阀6通过相连通，其出口端通过透明硅胶管7与样品放置机构4相连通；该样品放置机构4包括4个串联的三通阀6，其中设于末端的三通阀6的一个开口为密封设置，设于另一末端的三通阀6的一个开口端通过鲁尔（Luer）接头8与透明硅胶管7相连接，且该连接处设有管卡9，以防止液体的泄漏，然后与微型流量计3相连通；该4个三通阀6的剩余一开口端均通过鲁尔（Luer）接头8与一透明硅胶管7相连接，且该连接处均设有管卡9，以防止液体的泄漏；其中与4个三通阀6连通的4个透明硅胶管7中用于放置待测定的植物样品。
上述的装置中，可根据测定需要，选择其它规格的三通阀和/或接头，以及根据测定需要选择不同配合方式的三通阀和接头；其中，样品放置机构中设置的三通阀的个数可根据测定需要进行调整。
检测时，在储水容器1中装入已过滤和除气泡的冲洗液，通过调节储水容器1与样品放置机构4之间的高度调整测定时需要的压强。然后打开管路去除气泡机构2中的三通阀6，只将注射器5与储水容器1相连通，用注射器5缓慢吸水从而使管路中充满不含气泡的冲洗液。再将管路去除气泡机构2中的三通阀6打到将储水容器1与微型流量计3相通的位置，并确保冲洗液缓慢流过该微型流量计3，而使整个管路中充满不含气泡的冲洗液。在微型流量计3接通电源预热半个小时后，将待测样品枝条端缠上封口膜（PARAFILM;Bemis Flexible Packaging,Neenah,WI 54956）插入样品放置机构4中的透明硅胶管7中，同时用管卡9固定，确保其密封性；此时，打开电脑端的相关软件（FlowDDE V4.67;Flow Plot V3.28）采集样品枝条的水流量，测定完成后，通过测定样品枝条切段的长度、直径以及其上的总叶面积、边材面积等参数后，便可计算出植物导水率（Kh）、比导水率（Ks）、叶比导水率（LSC）、胡伯尔值（Hv）和导水阻力（R）等参数。
Claims (5)
1.一种快速精确测定植物导水率的装置，其特征在于：它包括：
一储水容器；
一管路气泡去除机构；所述管路气泡去除机构的入口端与所述储水容器相连通；
一微型流量计；所述微型流量计的入口端与所述管路气泡去除机构的出口端相连通；和
一样品放置机构；所述样品放置机构的入口端与所述微型流量计的出口相连通；所述样品放置机构用于放置待测植物样品；
所述储水容器设于所述样品放置机构的上方，且两者之间设有间距；
所述管路气泡去除机构包括一注射器和一三通阀；所述注射器与所述三通阀的一个开口相连通，所述三通阀的另两个开口分别与所述储水容器和微型流量计相连通；
所述样品放置机构包括多个串联的三通阀，其中设于末端的三通阀的一个开口端为密封设置，设于另一末端的三通阀的一个开口端通过透明硅胶管与所述微型流量计相连通；所述多个三通阀的剩余一开口端均通过转换接头与透明硅胶管相连接。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述管路气泡去除机构中，三通阀通过透明硅胶管与储水容器和微型流量计相连通。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述管路气泡去除机构中，透明硅胶管与三通阀之间通过转换接头相连接。
4.根据权利要求1-3中任一所述的装置，其特征在于：所述样品放置机构中，转换接头与透明硅胶管的连接处均设有管卡。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：所述样品放置机构中，转换接头与三通阀之间为螺纹配合。
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