CN110558101B - 一种植物根系观测设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种植物根系观测设备,包括观测仪和底座,所述底座的顶部固定连接有外筒,所述外筒的内部活动连接有内筒,所述底座的顶部且位于内筒与外筒之间固定连接有定位块,且定位块的外部套设有微根管,所述内筒和外筒的表面均开设有通孔,所述观测仪的左侧通过导线电性连接有探测杆,所述探测杆的底端延伸至微根管的内部,且探测杆的底端固定连接有摄像头,本发明涉及植物根系观测技术领域。该植物根系观测设备,通过设置内筒与外筒配合,并将微根管设置在内筒和外筒之间,布设完装置后,第二年新生根系会穿过内筒,将根长至内筒和外筒之间,便于微根管观测新增根系的生长情况,有效的隔离了旧根。
Description
技术领域
本发明涉及植物根系观测技术领域,具体为一种植物根系观测设备。
背景技术
微根窗技术是一种非破坏性、定点直接观察和研究植物根系的方法,是活体根系监测,根系动态生长监测最主要的方法,其最大优点是在不干扰细根生长过程的前提下,能连续监测单个细根从出生到死亡的变化过程,也能记录细根乃至根毛和菌根的生长、生产和物候等特征,是估计生态系统地下C分配和N平衡研究的有效方法,结合所提供根系分析软件,能够将根系相关数据定量化,包括根的长度、面积、根尖数量、直径分布格局、死亡根及存活根数量等等。还可以根据用户需求监测土壤水分状况,从而研究根系所在区域内溶质运移及水分胁迫所引起的生理变化,广泛运用于苗木培养、作物生长模型研究、根系病理分析、昆虫行为生态等领域。BTC-100根系生态监测系统就是这一技术的具体应用。微根窗利用微根管技术,由一个插入土壤中的微根窗管、摄像头、标定手柄、I-CAP系统(由控制器和I-CAP采集器等集成安装于野外工作箱中)组成。将摄像头伸入埋设在根系周围的透明管内,通过I-CAP系统进行图像抓取根系照相,然后借助专业根系分析软件系统对混合图像进行分析,从而跟踪了解其生长过程。
普通的植物根系观测采用微根管插进土壤里,然后将土壤观测设备插进微根管里,便可对植物根系进行观测,遇到的最大问题是难以分辨根系是新根还是老根,因此对后续分析造成一定困难。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足,本发明提供了一种植物根系观测设备,解决了现有根系检测方法遇到的最大问题是难以分辨根系是新根还是老根,因此对后续分析造成一定困难的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:一种植物根系观测设备,包括观测仪和底座,所述底座的顶部固定连接有外筒,所述外筒的内部活动连接有内筒,所述底座的顶部且位于内筒与外筒之间固定连接有定位块,且定位块的外部套设有微根管,所述内筒和外筒的表面均开设有通孔,所述观测仪的左侧通过导线电性连接有探测杆,所述探测杆的底端延伸至微根管的内部,且探测杆的底端固定连接有摄像头。
优选的,所述内筒的内部活动连接有土块,且土块的右侧卡接有保护壳。
优选的,所述保护壳的内表面从上到下依次固定连接有温湿度传感器和无线信号发射模块,所述温湿度传感器共设置有三个,且均匀分布在土块右侧的上下两侧和中间。
优选的,所述底座的内部固定连接有小型蒸渗仪,且小型蒸渗仪的顶部与温湿度传感器和无线信号发射模块之间通过线束电性连接。
优选的,所述底座内表面的左侧固定连接有皮筋,所述皮筋的右端固定连接有套环,且套环套设在线束的表面。
优选的,所述底座的内表面且位于线束的左侧转动连接有转动管,且线束的表面与转动管的表面滑动连接。
优选的,所述微根管共设置有八根,且等距分布在内筒和外筒之间。
优选的,所述小型蒸渗仪的输出端通过电源线分别与温湿度传感器和无线信号发射模块的输入端电性连接,所述小型蒸渗仪和温湿度传感器的输出端均通过数据线与无线信号发射模块的输入端电性连接。
(三)有益效果
本发明提供了一种植物根系观测设备。与现有技术相比,具备以下有益效果:
(1)、该植物根系观测设备,通过在底座的顶部固定连接有外筒,外筒的内部活动连接有内筒,底座的顶部且位于内筒与外筒之间固定连接有定位块,且定位块的外部套设有微根管,内筒和外筒的表面均开设有通孔,观测仪的左侧通过导线电性连接有探测杆,探测杆的底端延伸至微根管的内部,且探测杆的底端固定连接有摄像头,通过设置内筒与外筒配合,并将微根管设置在内筒和外筒之间,布设完装置后,第二年新生根系会穿过内筒,将根长至内筒和外筒之间,便于微根管观测新增根系的生长情况,有效的隔离了旧根。
(2)、该植物根系观测设备,通过在保护壳的内表面从上到下依次固定连接有温湿度传感器和无线信号发射模块,温湿度传感器共设置有三个,且均匀分布在土块右侧的上下两侧和中间,底座的内部固定连接有小型蒸渗仪,且小型蒸渗仪的顶部与温湿度传感器和无线信号发射模块之间通过线束电性连接,通过设置小型蒸渗仪配合温湿度传感器,可同时监测被测土体水分蒸腾蒸发、渗漏随时间的微小变化及气温、空气湿度、光照、降水等对应相关参数,检测方便全面,且设置三个温湿度传感器分布在不同土层,检测更准确。
(3)、该植物根系观测设备,通过在底座内表面的左侧固定连接有皮筋,皮筋的右端固定连接有套环,且套环套设在线束的表面,底座的内表面且位于线束的左侧转动连接有转动管,且线束的表面与转动管的表面滑动连接,通过设置皮筋与套环配合,使线束可保持收紧状态,在拉长后可利用皮筋的弹性自动将线束收回,可避免线束被土块压到而折叠,进而影响信号传输的问题。
附图说明
图1为本发明结构的立体图;
图2为本发明结构的剖视图;
图3为本发明保护壳的立体图;
图4为本发明底座的剖视图;
图5为本发明的系统原理框图。
图中,1-观测仪、2-底座、3-外筒、4-内筒、5-定位块、6-微根管、7-通孔、8-探测杆、9-摄像头、10-土块、11-保护壳、12-温湿度传感器、13-无线信号发射模块、14-小型蒸渗仪、15-皮筋、16-套环、17-线束、18-转动管。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-5,本发明实施例提供一种技术方案:一种植物根系观测设备,包括观测仪1和底座2,底座2的内部固定连接有小型蒸渗仪14,蒸渗仪为研究水文循环中的下渗、地表径流和地下径流、蒸散发等过程而设置的装置,这种设备一般均设在室外空旷的观测场内或有控制装置的室内,可单个或成组、成套设置,此处小型蒸渗仪14用于检测被测土体水分蒸腾蒸发、渗漏随时间的微小变化及降水等对应相关参数,且小型蒸渗仪14的顶部与温湿度传感器12和无线信号发射模块13之间通过线束17电性连接,通过设置小型蒸渗仪14配合温湿度传感器12,可同时监测被测土体水分蒸腾蒸发、渗漏随时间的微小变化及气温、空气湿度、光照、降水等对应相关参数,检测方便全面,且设置三个温湿度传感器12分布在不同土层,检测更准确,小型蒸渗仪14的输出端通过电源线分别与温湿度传感器12和无线信号发射模块13的输入端电性连接,小型蒸渗仪14和温湿度传感器12的输出端均通过数据线与无线信号发射模块13的输入端电性连接,底座2内表面的左侧固定连接有皮筋15,皮筋15的右端固定连接有套环16,且套环16套设在线束17的表面,底座2的内表面且位于线束17的左侧转动连接有转动管18,且线束17的表面与转动管18的表面滑动连接,通过设置皮筋15与套环16配合,使线束17可保持收紧状态,在拉长后可利用皮筋15的弹性自动将线束17收回,可避免线束17被土块10压到而折叠,进而影响信号传输的问题,底座2的顶部固定连接有外筒3,外筒3的内部活动连接有内筒4,内筒4的内部活动连接有土块10,且土块10的右侧卡接有保护壳11,保护壳11的内表面从上到下依次固定连接有温湿度传感器12和无线信号发射模块13,温湿度传感器12为JK-TH10型号温湿度传感器,无线信号发射模块13为JF24D型号无线信号发射模块,温湿度传感器12共设置有三个,且均匀分布在土块10右侧的上下两侧和中间,底座2的顶部且位于内筒4与外筒3之间固定连接有定位块5,且定位块5的外部套设有微根管6,微根管6共设置有八根,且等距分布在内筒4和外筒3之间,内筒4和外筒3的表面均开设有通孔7,观测仪1的左侧通过导线电性连接有探测杆8,探测杆8的底端延伸至微根管6的内部,且探测杆8的底端固定连接有摄像头9,通过设置内筒4与外筒3配合,并将微根管6设置在内筒4和外筒3之间,布设完装置后,第二年新生根系会穿过内筒4,将根长至内筒4和外筒3之间,便于微根管6观测新增根系的生长情况,有效的隔离了旧根。
使用时,挖取与外筒3同等大小的土块10,尽量整块挖取,然后将外筒3和底座2放至土坑中,并使底座2位于土坑底部,然后将微根管6套在定位块5外部,再将土块10修整,并在一侧挖出与保护壳11相同的凹槽,拉出保护壳11并放入凹槽内,再在土块10外部套上内筒4,将土块10与内筒4一起放置于土坑中,并使内筒4位于微根管6之间,便完成装置的布设,此时皮筋15收缩,通过套环16拉动线束17,将其拉入底座2内部,布设完装置后,第二年新生根系会通过内筒4的通孔7延展到内筒4外部,此时可将观测仪1的探测杆8插进微根管6内,使用摄像头9观测新增根系的生长情况,同时小型蒸渗仪14配合温湿度传感器12实时监测被测土体水分蒸腾蒸发、渗漏随时间的微小变化及气温、空气湿度、光照、降水等对应相关参数,并将检测数据通过无线信号发射模块13远程发送至控制主机。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种植物根系观测设备,包括观测仪(1)和底座(2),其特征在于:所述底座(2)的顶部固定连接有外筒(3),所述外筒(3)的内部活动连接有内筒(4),所述底座(2)的顶部且位于内筒(4)与外筒(3)之间固定连接有定位块(5),且定位块(5)的外部套设有微根管(6),所述内筒(4)和外筒(3)的表面均开设有通孔(7),所述观测仪(1)的左侧通过导线电性连接有探测杆(8),所述探测杆(8)的底端延伸至微根管(6)的内部,且探测杆(8)的底端固定连接有摄像头(9)。
2.根据权利要求1所述的一种植物根系观测设备,其特征在于:所述内筒(4)的内部活动连接有土块(10),且土块(10)的右侧卡接有保护壳(11)。
3.根据权利要求2所述的一种植物根系观测设备,其特征在于:所述保护壳(11)的内表面从上到下依次固定连接有温湿度传感器(12)和无线信号发射模块(13),所述温湿度传感器(12)共设置有三个,且均匀分布在土块(10)右侧的上下两侧和中间。
4.根据权利要求1所述的一种植物根系观测设备,其特征在于:所述底座(2)的内部固定连接有小型蒸渗仪(14),且小型蒸渗仪(14)的顶部与温湿度传感器(12)和无线信号发射模块(13)之间通过线束(17)电性连接。
5.根据权利要求1所述的一种植物根系观测设备,其特征在于:所述底座(2)内表面的左侧固定连接有皮筋(15),所述皮筋(15)的右端固定连接有套环(16),且套环(16)套设在线束(17)的表面。
6.根据权利要求4所述的一种植物根系观测设备,其特征在于:所述底座(2)的内表面且位于线束(17)的左侧转动连接有转动管(18),且线束(17)的表面与转动管(18)的表面滑动连接。
7.根据权利要求1所述的一种植物根系观测设备,其特征在于:所述微根管(6)共设置有八根,且等距分布在内筒(4)和外筒(3)之间。
8.根据权利要求4所述的一种植物根系观测设备,其特征在于:所述小型蒸渗仪(14)的输出端通过电源线分别与温湿度传感器(12)和无线信号发射模块(13)的输入端电性连接,所述小型蒸渗仪(14)和温湿度传感器(12)的输出端均通过数据线与无线信号发射模块(13)的输入端电性连接。
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