CN105432351A - 测试植物和土壤动物在污染环境中相互影响的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种测试植物和土壤动物在污染环境中相互影响的装置，包括壳体、种植室和分隔件，所述壳体包括基底和设置于基底上的侧壁，所述基底和侧壁使壳体形成具有开口的容腔，所述种植室设置于所述容腔内，所述分隔件为两个以上，所述分隔件上设有通孔，所述通孔中设有琼脂层，所述分隔件的一端设置于所述种植室的室壁上，所述分隔件的另一端设置于所述侧壁上，两个以上的所述分隔件将所述容腔分隔形成两个以上的子容腔，两个以上的所述子容腔分别与所述种植室连通设置。本发明还涉及一种测试植物和土壤动物在污染环境中相互影响的方法。本发明的上述测试装置具有整体结构简单和紧凑的优点，其测试方法步骤简单且操作方便。
Description
技术领域
本发明涉及生态测试技术，特别涉及一种测试植物和土壤动物在污染环境中相互影响的装置及方法。
背景技术
随着经济的发展，越来越多的污染物排放到环境当中，其最终的归宿便是土壤，过多的污染是土壤的质量下降，生态功能降低。我国目前有近两成的土壤受到污染，土壤中的污染物严重威胁到植物和土壤动物的正常生长，威胁着土壤生态系统的平衡。研究表明，根系往往是污染物积累量最大的器官，也是受害最严重器官。但是，植物在不断的进化过程当中，形成了对土壤污染等环境胁迫较强的感知能力特别强的特征，一旦感知到污染物等胁迫的存在，植物根系能够快速的响应，启动一定的适应对策，这些对策包括根系生理可塑性、根系形态可塑性、根内外的菌根可塑性以及生理可塑性等等，特别是植物在遭受到胁迫的时候根系会分泌大量有机酸，一方面降低土壤污染物的有效性，另一方面减少对污染物的吸收。此外，研究同时表明蚯蚓在遭受污染胁迫的时候，其皮肤也会产生大量粘液类物质，以规避污染物对其产生伤害。因此，植物分泌有机物和蚯蚓分泌粘液等行为，必然会改变土壤微生态系统，进而对各自的行为产生影响，但是以往的研究往往是针对植物或动物各自进行的研究，缺乏一种统一的方法和装置进行评估其相互影响的机制，从而充分揭示植物和土壤动物在遭受污染物胁迫时的相互影响机制，对提高土壤污染严重的微生态系统的反馈的认知，具有重要的实践基础和科学意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种测试植物和土壤动物在污染环境中相互影响的装置，进一步提供基于上述装置测试植物和土壤动物在污染环境中相互影响的方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种测试植物和土壤动物在污染环境中相互影响的装置，包括壳体、种植室和分隔件，所述壳体包括基底和设置于基底上的侧壁，所述基底和侧壁使壳体形成具有开口的容腔，所述种植室设置于所述容腔内，所述分隔件为两个以上，所述分隔件上设有通孔，所述通孔中设有琼脂层，所述分隔件的一端设置于所述种植室的室壁上，所述分隔件的另一端设置于所述侧壁上，两个以上的所述分隔件将所述容腔分隔形成两个以上的子容腔，两个以上的所述子容腔分别与所述种植室连通设置。
本发明还公开一种测试植物和土壤动物在污染环境中相互影响的方法，包括上述的测试植物和土壤动物在污染环境中的相互影响的装置，并包括以下步骤：于两个以上的所述子容腔内分别放置不同浓度的污染物，将待测试植物种植于种植室内，然后将待测试植物的根系分散并分别伸入两个以上的所述子容腔内，最后将待测试土壤动物放入种植室内。
本发明的有益效果在于：
本发明为测试植物和土壤动物在污染环境中相互影响而设计出专门的针对性高的装置，并基于上述装置进一步设计出测试植物和土壤动物在污染环境中相互影响的方法。测试装置具有整体结构简单和紧凑的优点，测试方法步骤简单且操作方便；此外，测试装置和测试方法同时具有显著提高试验重现性和测试灵敏度的优点，可广泛应用于污染土壤的生态风险评价中。
附图说明
图1为本发明实施例的测试植物和土壤动物在污染环境中相互影响的装置的整体结构示意图。
标号说明：
1、壳体；11、基底；12、侧壁；2、种植室；3、分隔件；4、子容腔；5、微根管。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
本发明最关键的构思在于：通过包括壳体、种植室和分隔件的结构设计，为测试植物和土壤动物在污染环境中的相互影响而设计出专门的针对性高的装置，并进一步设计其相应的测试方法。
请参照图1，本发明的一种测试植物和土壤动物在污染环境中相互影响的装置，包括壳体1、种植室2和分隔件3，所述壳体1包括基底11和设置于基底上的侧壁12，所述基底11和侧壁12使壳体形成具有开口的容腔，所述种植室2设置于所述容腔内，所述分隔件3为两个以上，所述分隔件3上设有通孔，所述通孔中设有琼脂层，所述分隔件3的一端设置于所述种植室2的室壁上，所述分隔件3的另一端设置于所述侧壁12上，两个以上的所述分隔件3将所述容腔分隔形成两个以上的子容腔4，两个以上的所述子容腔4分别与所述种植室2连通设置。
本发明还提供一种测试植物和土壤动物在污染环境中相互影响的方法，包括上述的测试植物和土壤动物在污染环境中相互影响的装置，并包括以下步骤：于两个以上的所述子容腔内分别放置不同浓度的污染物，将待测试植物种植于种植室内，然后将待测试植物的根系分散并分别伸入两个以上的所述子容腔内，最后将待测试土壤动物放入种植室内。
本发明的机理为：
本发明主要是为了研究土壤动物存在条件下，植物根系的对污染物的回避的形态响应。放置于两个以上的子容腔内的不同浓度的污染物对待测试植物根系进行胁迫，胁迫一定时间后(例如-min)，分析土壤溶液中有机酸含量，植物和蚯蚓体内污染物含量和植物蚯蚓生理生化指标，建立污染物浓度与植物/土壤动物的生理机制的效应关系，从而最终揭示在土壤污染的条件下，土壤动物对植物根系的形态和生理的影响机制。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：
本发明为测试植物和土壤动物在污染环境中相互影响而设计出专门的针对性高的装置，并基于上述装置进一步设计出测试植物和土壤动物在污染环境中的相互影响的方法。测试装置具有整体结构简单和紧凑的优点，测试方法步骤简单且操作方便；此外，测试装置和测试方法同时具有显著提高试验重现性和测试灵敏度的优点，可广泛应用于污染土壤的生态风险评价中。
本发明的一种测试植物和土壤动物在污染环境中相互影响的装置中：
进一步的，所述分隔件3为网状结构，所述琼脂层设置于网状结构的所述分隔件3上的网孔中。
由上述描述可知，分隔件可以是网状结构，琼脂层设置于网孔中，使得根系能生长通过不同的子容腔，而污染物不能发生迁移。
进一步的，所述分隔件3的材质为尼龙。
由上述描述可知，分隔件的材质优选为尼龙材质，具有强度好和耐侵蚀的优点。
进一步的，所述子容腔4的数目为2-6个。
由上述描述可知，子容腔的数目优选为2-6个，相应地在子容腔内放置2-6个不同浓度的污染物。
进一步的，所述壳体1的材质为透明材料。
由上述描述可知，壳体的材质优选为透明材质，如透明玻璃、塑料等等，具有方便观察的优点。
进一步的，还包括微根管5、转换器和数据输出设备，所述微根管5的一端设置于子容腔内，所述微根管5的另一端设置于子容腔外，所述微根管5、转换器和数据输出设备依次连接。
由上述描述可知，可通过微根管对待测植物的根系进行观察，并通过转换器和数据输出设备将观察结果传输成肉眼可见的形态，具有操作方便和便于观察记录的优点。
本发明的一种测试植物和土壤动物在污染环境中相互影响的方法中：
进一步的，将待测试土壤动物放入种植室之后，观察并记录待测试土壤动物在含有不同浓度的污染物的子容腔内的分布情况，同时观察并记录待测试植物根系在含有不同浓度的污染物的子容腔内的生长情况。
由上述描述可知，可按照一定时间间隔，例如每隔-min，观察并记录待测试土壤动物在含有不同浓度的污染物的子容腔内的分布情况，以及待测试植物根系在含有不同浓度的污染物的子容腔内的生长情况。具体的分析指标可以是：对不同子容腔中的有机酸含量的分析，以及对植物和蚯蚓体内污染物含量和植物蚯蚓生理生化指标的分析。具有操作简便、进一步提高试验重现性和测试灵敏度的优点。
进一步的，通过微根管对待测试植物根系进行观察，并通过转换器将观察结果传输至数据输出设备。
由上述描述可知，可以设计通过微根管对待测试植物根系进行观察的步骤，并通过转换器将观察结果传输至数据输出设备。可以获得可视化的观察数据，方便进行观察和观察结构的记录。
进一步的，所述待测试土壤动物的数目为10-20，所述待测试土壤动物为蚯蚓。
由上述描述可知，优选的，待测试土壤动物可以选择蚯蚓，其数目可以为10-20条，进而观察待测试土壤动物在含有不同浓度的污染物的子容腔内的数目的分布情况。
请参照图1，本发明的实施例一为：
本实施例的一种测试植物和土壤动物在污染环境中相互影响的装置，包括壳体1、种植室2、分隔件3、微根管5、转换器和数据输出设备，所述壳体1包括圆形基底11和设置于基底上的侧壁12，基底11直径为50cm，侧壁12高100cm，壳体1采用透光不透水的透明塑料材质，所述基底11和侧壁12使壳体1形成具有开口的圆柱形容腔，体积为2L左右，所述种植室2设置于所述容腔的中央位置，所述分隔件3为两个以上，分隔件3为网状结构，其材质为尼龙，网状结构的所述分隔件3上的网孔中设有琼脂层，所述分隔件的一端设置于所述种植室2的室壁上，所述分隔件3的另一端设置于所述侧壁12上，两个以上的所述分隔件3将所述容腔分隔形成2个子容腔4，2个所述子容腔4分别与所述种植室2连通设置。所述微根管5的一端设置于子容腔4内，所述微根管5的另一端设置于子容腔4外，所述微根管5、转换器和数据输出设备依次连接。
上述测试植物和土壤动物在污染环境中相互影响的装置的测试方法为：在所设置的子容腔之间添加有不同浓度的重金属等污染物添加的土壤，植物种植在种植室，并将植物根系均匀的分散在各个子容腔内，同时将10条蚯蚓放置在种植室，观察蚯蚓在不同子容腔中的分布情况。利用微根管来观测植物根系的对污染物的回避情况。本发明的测试植物和土壤动物在污染环境中的相互影响的装置及其方法是为了研究土壤动物存在条件下，植物根系的对污染物的回避的形态响应而特别设计的。
本发明的实施例二为：
本实施例的一种测试植物和土壤动物在污染环境中相互影响的装置，包括壳体、种植室、分隔件、微根管、转换器和数据输出设备，所述壳体包括圆形基底和设置于基底上的侧壁，基底直径为50cm，侧壁高100cm，壳体采用透光不透水的透明塑料材质，所述基底和侧壁使壳体形成具有开口的圆柱形容腔，体积为2L左右，所述种植室设置于所述容腔的中央位置，所述分隔件为两个以上，分隔件为网状结构，其材质为尼龙，网状结构的所述分隔件上的网孔中设有琼脂层，所述分隔件的一端设置于所述种植室的室壁上，所述分隔件的另一端设置于所述侧壁上，两个以上的所述分隔件将所述容腔分隔形成2-6个子容腔，6个所述子容腔分别与所述种植室连通设置。所述微根管的一端设置于子容腔内，所述微根管的另一端设置于子容腔外，所述微根管、转换器和数据输出设备依次连接。
上述测试植物和土壤动物在污染环境中相互影响的装置的测试方法为：在所设置的子容腔之间添加有不同浓度的重金属等污染物添加的土壤，植物种植在种植室，并将植物根系均匀的分散在各个子容腔内，同时将20条蚯蚓放置在种植室，观察蚯蚓在不同子容腔中的分布情况。利用微根管来观测植物根系的对污染物的回避情况。本发明的测试植物和土壤动物在污染环境中的相互影响的装置及其方法是为了研究土壤动物存在条件下，植物根系的对污染物的回避的形态响应而特别设计的。
本发明的实施例三为：
本实施例的一种测试植物和土壤动物在污染环境中相互影响的装置，包括壳体、种植室、分隔件、微根管、转换器和数据输出设备，所述壳体包括圆形基底和设置于基底上的侧壁，基底直径为50cm，侧壁高100cm，壳体采用透光不透水的透明塑料材质，所述基底和侧壁使壳体形成具有开口的圆柱形容腔，体积为2L左右，所述种植室设置于所述容腔的中央位置，所述分隔件为两个以上，分隔件为网状结构，其材质为尼龙，网状结构的所述分隔件上的网孔中设有琼脂层，所述分隔件的一端设置于所述种植室的室壁上，所述分隔件的另一端设置于所述侧壁上，两个以上的所述分隔件将所述容腔分隔形成4个子容腔，2-6个所述子容腔分别与所述种植室连通设置。所述微根管的一端设置于子容腔内，所述微根管的另一端设置于子容腔外，所述微根管、转换器和数据输出设备依次连接。
上述测试植物和土壤动物在污染环境中相互影响的装置的测试方法为：在所设置的子容腔之间添加有不同浓度的重金属等污染物添加的土壤，植物种植在种植室，并将植物根系均匀的分散在各个子容腔内，同时将18条蚯蚓放置在种植室，观察蚯蚓在不同子容腔中的分布情况。利用微根管来观测植物根系的对污染物的回避情况。本发明的测试植物和土壤动物在污染环境中的相互影响的装置及其方法是为了研究土壤动物存在条件下，植物根系的对污染物的回避的形态响应而特别设计的。
综上所述，本发明提供的测试植物和土壤动物在污染环境中相互影响的装置具有整体结构简单和紧凑的优点，其测试方法步骤简单且操作方便；此外，上述测试装置和测试方法同时具有显著提高试验重现性和测试灵敏度的优点，可广泛应用于污染土壤的生态风险评价中。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种测试植物和土壤动物在污染环境中相互影响的装置，其特征在于，包括壳体、种植室和分隔件，所述壳体包括基底和设置于基底上的侧壁，所述基底和侧壁使壳体形成具有开口的容腔，所述种植室设置于所述容腔内，所述分隔件为两个以上，所述分隔件上设有通孔，所述通孔中设有琼脂层，所述分隔件的一端设置于所述种植室的室壁上，所述分隔件的另一端设置于所述侧壁上，两个以上的所述分隔件将所述容腔分隔形成两个以上的子容腔，两个以上的所述子容腔分别与所述种植室连通设置。
2.根据权利要求1所述的测试植物和土壤动物在污染环境中相互影响的装置，其特征在于，所述分隔件为网状结构，所述琼脂层设置于网状结构的所述分隔件上的网孔中。
3.根据权利要求2所述的测试植物和土壤动物在污染环境中相互影响的装置，其特征在于，所述分隔件的材质为尼龙。
4.根据权利要求1所述的测试植物和土壤动物在污染环境中相互影响的装置，其特征在于，所述子容腔的数目为2-6个。
5.根据权利要求1所述的测试植物和土壤动物在污染环境中相互影响的装置，其特征在于，所述壳体的材质为透明材料。
6.根据权利要求1所述的测试植物和土壤动物在污染环境中相互影响的装置，其特征在于，还包括微根管、转换器和数据输出设备，所述微根管的一端设置于子容腔内，所述微根管的另一端设置于子容腔外，所述微根管、转换器和数据输出设备依次连接。
7.一种测试植物和土壤动物在污染环境中相互影响的方法，其特征在于，包括权利要求1-6任意一项所述的测试植物和土壤动物在污染环境中相互影响的装置，并包括以下步骤：于两个以上的所述子容腔内分别放置不同浓度的污染物，将待测试植物种植于种植室内，然后将待测试植物的根系分散并分别伸入两个以上的所述子容腔内，最后将待测试土壤动物放入种植室内。
8.根据权利要求7所述的测试植物和土壤动物在污染环境中相互影响的方法，其特征在于，将待测试土壤动物放入种植室之后，观察并记录待测试土壤动物在含有不同浓度的污染物的子容腔内的分布情况，同时观察并记录待测试植物根系在含有不同浓度的污染物的子容腔内的生长情况。
9.根据权利要求8所述的测试植物和土壤动物在污染环境中相互影响的方法，其特征在于，通过微根管对待测试植物根系进行观察，并通过转换器将观察结果传输至数据输出设备。
10.根据权利要求7所述的测试植物和土壤动物在污染环境中相互影响的方法，其特征在于，所述待测试土壤动物的数目为10-20，所述待测试土壤动物为蚯蚓。
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