CN105115780B - 植物根际土和根际分泌物收集装置及收集方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种植物根际土和根际分泌物收集装置，包括根际观察盒、收集器、非根际土试管，根际观察盒包括根系生长室和收集室，根系生长室和收集室之间设有竖向的隔离网，收集器为两端开口的中空管，收集器的两端均设有封闭网A，非根际土试管两端开口，非根际土试管一端设有封闭网B；本发明还公开了植物根际土和根际分泌物的收集方法。本发明适用于在土培条件下，不扰动植物根系、不破坏植物根际环境对植物进行研究，又能实现可控条件下对不同根系位置、不同时间动态监测分析土培植物根际的分泌—吸收行为过程，同时获得根际土壤和根际分泌物。

Description

植物根际土和根际分泌物收集装置及收集方法

技术领域

本发明涉及生物领域，尤其涉及植物根际土和根际分泌物收集装置及收集方法。

背景技术

目前，根际分泌物的收集主要集中在水培，也有基质培收集法和土培法。水培法和基质培法与植物实际生长的土壤栽培条件下的根际环境和植物生理状况有较大的差异。传统土培法均是将植物根系取出后用蒸馏水淋洗，将淋洗液作为根际分泌物，整个操作过程中，根系极易受到损伤，根系本身内含物和伤流液会对植物本身根际分泌物造成影响。根据研究目的和研究对象不同，一些研究者设计了特殊装置来收集根际分泌物。如中国专利CN1963437A通过阴阳离子树脂设计了一种根际分泌物连续收集装置，但设计构造较复杂，不容易放置，并且只能区别浅层和深层部分的根系分泌情况。中国专利CN102776662A提供了一种旱生植物根际分泌物的收集装置，只能供旱生植物根际分泌物的收集。由于植物的根际分泌物，在不同的位置和生理时期存在差异，分泌后进入土壤环境并受根际环境的生物和非生物因素的影响。这些装置与植物实际的根际分泌物特征均存在一定的差异。

植物根际环境研究，首先要获得根际土样品，但实际区分根际与非根际较为困难，因为根系性质存在梯度变化。在一般条件下精确区分根—土界面，采集土壤样品，存在着技术上的困难。目前获取根际土的方法主要包括田间根际土壤采集方法和室内模拟培育法，前者区分根际土和根面土太粗糙，难以表明根际土和根系真正的状况。后者应用较多，主要包括水平根面容器培养法、垂直根面容器培养法，水平根面容器培养法由Kuchenbuck和Jungk(1982)首次设计提出，在植物根系下部形成根垫，根垫与其下部土壤接触一定时间后，用切片机或徒手将土壤切成1mm厚的薄层供分析用；钦绳武(1984)等首次用改进的垂直根面容器培养法，测定水稻根际氮素肥料的变化，改进后的方法能任意选择不同部位的根段和植物的不同生育期进行根—土界面养分迁移状况的研究，但每次所得到的土壤样品有限，不能同时作多项目的测定。

综上，这些方法只能对所进行的特定研究有一定可靠性，存在一定的局限性，不能实现可控条件下无干扰地动态监测分析不同位置、不同时间植物根际的分泌—吸收过程。

发明内容

本发明旨在提供一种植物根际土和根际分泌物收集装置及收集方法，适用于在土培条件下，研究出不扰动植物根系，不破坏根际环境，又能实现可控条件下不同根系位置，不同时间动态监测分析土培植物根际的分泌—吸收行为过程，同时获得根际土壤和根际分泌物。

为达到上述目的，本发明是采用以下技术方案实现的：

本发明公开的植物根际土和根际分泌物收集装置，包括根际观察盒、收集器、非根际土试管，所述根际观察盒包括根系生长室和收集室，所述根系生长室和收集室之间设有竖向的隔离网，所述收集器为两端开口的中空管，收集器的两端均设有封闭网A，所述非根际土试管两端开口，非根际土试管一端设有封闭网B。

优选的，所述隔离网、封闭网A、封闭网B均为300目的尼龙网，所述非根际土试管材质为玻璃。

进一步的，所述封闭网A、封闭网B均采用棉线固定，所述收集器、非根际土试管均设有标签。

进一步的，所述根际观察盒底部均布排水孔。

优选的，所述根际观察盒为透明的聚丙烯盒。

优选的，所述根际观察盒为矩形，长45cm、宽30cm、高30cm，所述排水孔孔径5mm，所述非根际土试管内径2cm、外径2.5cm、长10cm，所述收集器为玻璃管，内径2cm、外径2.5cm、长5cm。

进一步的，本发明还包括聚丙烯板，所述聚丙烯板与隔离网平行并分割收集室，所述收集器位于隔离网与聚丙烯板之间，收集器的两端分别与隔离网、聚丙烯板接触，收集器至少两个。

本发明还公开了采用植物根际土和根际分泌物收集装置的收集方法，包括以下步骤：

步骤1、河砂备料，将河砂过3号筛和5号筛后，先用自来水冲洗干净，后用3％的稀盐酸浸泡一周，再用自来水冲洗至没有酸味后用蒸馏水润洗，至pH＝7，烘干备用；

步骤2、在根系生长室装入选定的培养土壤和实验植物，并插入非根际土试管，收集室中装入洗净的河砂；

步骤3、在培养过程中，将根际观察盒放入设定条件的人工气候室内，在尼龙网附近浇灌无菌水或特定培养液，用于促进垂直排根面的形成；

步骤4、当根系生长室中的植物根系在隔离网一侧形成垂直排根面并刚穿过隔离网时，将收集室中的河砂挖出，放入装有特定土壤的收集器，排满整个排根面，一端朝向排根面，另一端用洗净的聚丙烯板抵紧，剩余空间用步骤1中备好的河砂填满；

步骤5、在植物的特定生长期，取朝向排根面的2-5mm的土壤，以备根际分泌物和根际土中矿质营养元素的分析，另一端填充相同的土壤。

进一步的，在步骤2中，在培养土壤中加入洗净的鹅卵石。

优选的，在步骤5中，所述特定生长期包括花期、果期。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明适用于土壤载培条件下植物根际分泌—吸收过程的研究，可不扰动植物同时获得植物根际土和根际分泌物，更能反映自然条件下植物的根际环境。

2、本发明在保证植物正常生长的前提下，不扰动根系生长、不破坏根际环境，避免了传统根际土获取方法造成的根系损伤，使获得根际土和根际分泌物不受伤流液的干扰。

3、本发明实现了在可控条件下，在不同根系位置、不同植物生长期的动态监测分析土培植物的根际分泌—吸收过程。

4、本发明所用的材料易得并可重复利用，制作过程简单，普通实验室均可制备，且成本较低。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图中：1-根际观察盒、2-排水孔、3-隔离网、4-根系生长室、5-收集室、6-非根际土试管、7-栽培土壤、8-植物、9-收集器、10-聚丙烯板、11-河砂。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。

如图1所示，本发明公开的植物根际土和根际分泌物收集装置，包括根际观察盒1、收集器9、非根际土试管6，根际观察盒底1部均布排水孔2，根际观察盒1为透明的聚丙烯盒，根际观察盒1包括根系生长室4和收集室5，根系生长室4和收集室5之间设有竖向的隔离网3，收集器9为两端开口的中空管，收集器9的两端均设有封闭网A，收集器9有多个，非根际土试管6材质为玻璃，两端开口，一端设有封闭网B，隔离网3、封闭网A、封闭网B均采用300目的尼龙网，封闭网A、封闭网B均采用棉线固定并缝上标签。

本发明还包括聚丙烯板10，使用时，聚丙烯板10与隔离网3平行并分割收集室5，收集器9位于隔离网3与聚丙烯板10之间，收集器9的两端分别与隔离网3、聚丙烯板10接触。

具体的，按照以下尺寸制作，根际观察盒1为矩形，长45cm、宽30cm、高30cm，排水孔2孔径5mm，非根际土试管6内径2cm、外径2.5cm、长10cm，收集器9为玻璃管，内径2cm、外径2.5cm、长5cm。。

本发明还公开了采用植物根际土和根际分泌物收集装置的收集方法，包括以下步骤：

步骤1、河砂备料，将河砂过3号筛和5号筛后，先用自来水冲洗干净，后用3％的稀盐酸浸泡一周，再用自来水冲洗至没有酸味后用蒸馏水润洗，至pH＝7，烘干备用；

步骤2、在根系生长室4装入选定的培养土壤7和植物8，在培养土壤7中加入洗净的鹅卵石，并插入非根际土试管6，收集室5中装入洗净的河砂11；

步骤3、在培养过程中，将根际观察盒1放入设定条件的人工气候室内，在尼龙网附近浇灌无菌水或特定培养液，用于促进垂直排根面的形成；

步骤4、当根系生长室4中的植物8根系在隔离网一侧形成垂直排根面并刚穿过隔离网时，将收集室5中的河砂11挖出，放入装有特定土壤的收集器9，排满整个排根面，一端朝向排根面，另一端用洗净的聚丙烯板10抵紧，剩余空间用步骤1中备好的河砂11填满；

步骤5、在植物的特定生长期，如花期、果期等，取朝向排根面的2-5mm的土壤，以备根际分泌物和根际土中矿质营养元素的分析，另一端填充相同的土壤。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.植物根际土和根际分泌物收集装置，其特征在于：包括根际观察盒、收集器、非根际土试管，所述根际观察盒包括根系生长室和收集室，所述根系生长室和收集室之间设有竖向的隔离网，所述收集器为两端开口的中空管，收集器的两端均设有封闭网A，所述非根际土试管两端开口，非根际土试管一端设有封闭网B；还包括聚丙烯板，所述聚丙烯板与隔离网平行并分割收集室，所述收集器位于隔离网与聚丙烯板之间，收集器的两端分别与隔离网、聚丙烯板接触，收集器至少两个。

2.根据权利要求1所述的植物根际土和根际分泌物收集装置，其特征在于：所述隔离网、封闭网A、封闭网B均为300目的尼龙网，所述非根际土试管材质为玻璃。

3.根据权利要求1所述的植物根际土和根际分泌物收集装置，其特征在于：所述封闭网A、封闭网B均采用棉线固定，所述收集器、非根际土试管均设有标签。

4.根据权利要求1所述的植物根际土和根际分泌物收集装置，其特征在于：所述根际观察盒底部均布排水孔。

5.根据权利要求1所述的植物根际土和根际分泌物收集装置，其特征在于：所述根际观察盒为透明的聚丙烯盒。

6.根据权利要求4所述的植物根际土和根际分泌物收集装置，其特征在于：所述根际观察盒为矩形，长45cm、宽30cm、高30cm，所述排水孔孔径5mm，所述非根际土试管内径2cm、外径2.5cm、长10cm，所述收集器为玻璃管，内径2cm、外径2.5cm、长5cm。

7.采用如权利要求1-6任意一项所述的植物根际土和根际分泌物收集装置的收集方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1、河砂备料，将河砂过3号筛和5号筛后，先用自来水冲洗干净，后用3％的稀盐酸浸泡一周，再用自来水冲洗至没有酸味后用蒸馏水润洗，至pH＝7，烘干备用；

步骤2、在根系生长室装入选定的培养土壤和实验植物，并插入非根际土试管，收集室中装入洗净的河砂；

步骤3、在培养过程中，将根际观察盒放入设定条件的人工气候室内，在尼龙网附近浇灌无菌水或特定培养液，促进垂直排根面的形成；

步骤4、当根系生长室中的植物根系在隔离网一侧形成垂直排根面并刚穿过隔离网时，将收集室中的河砂挖出，放入装有特定土壤的收集器中，排满整个排根面，一端朝向排根面，另一端用洗净的聚丙烯板抵紧，剩余空间用步骤1中备好的河砂填满；

步骤5、在植物的特定生长期，取朝向排根面的2-5mm的土壤，以备根际分泌物和根际土中矿质营养元素的分析，另一端填充相同的土壤。

8.根据权利要求7所述的收集方法，其特征在于：在步骤2中，在培养土壤中加入洗净的鹅卵石。

9.根据权利要求7所述的收集方法，其特征在于：在步骤5中，所述特定生长期包括花期、果期。