CN111122234B - 一种单株植物根系及根际土壤收集分离装置 - Google Patents

一种单株植物根系及根际土壤收集分离装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种单株植物根系及根际土壤收集分离装置，包括外筒和组装内筒，所述外筒的内部设有空腔且组装内筒安装在外筒的空腔中，外筒的顶部螺纹连接有竖直设置的外杆，所述外杆的中心处设有通孔，所述通孔中插设有与其滑动连接的内杆，所述内杆的底部与组装内筒螺纹连接，内杆的顶部伸出外杆的顶部；所述组装内筒包括圆形卡板、推板和弧形内筒壁，所述圆形卡板和推板上下相对应设置在外筒的空腔顶部，且圆形卡板和推板上均设有相对应设置的圆弧形开口。本发明通过设置可拆卸和组装的组装内筒结构，与外筒相结合，能够一步实现单株植物根系和根际样品的野外采集与分离，提高采样效率。

Description

一种单株植物根系及根际土壤收集分离装置
技术领域
本发明涉及野外原位样品采集设备，具体涉及一种单株植物根系及根际土壤收集分离装置。
背景技术
根际是指受植物根系活动影响，在物理、化学和生物学性质上不同于土体的那部分微域环境。根际微域存在许多不同于土体土壤的生物化学过程。这些过程不仅影响着植物的生长发育，也影响着根际土壤的物质循环。此外，植物根系对于根际土壤的影响程度随着距离根的远近具有显著不同。因此，研究植物根际微环境的物理、化学、生物学特征以及其变化趋势对于了解植物与土壤交互作用及规律具有重要意义。
为了对植物根际微域进行系统分析，需要对包括根系在内的土壤进行样品采集和分离。目前常用的根际样品收集和分离方法主要包括采集和分离两个独立步骤，首先是通过挖掘整根或者利用传统根钻取出含根土柱，然后采用抖根的方法或者带回实验室进一步手工处理进行根系和根际土壤样品的分离。挖掘整根的方法工作强度大，对原位采样点的破坏性大；传统根钻虽然对原位破坏性小，但是是针对根系样品的采集设计的，因此采集完后仍需进行后续处理才能分离根际样品。而且利用抖根法获得的根际土壤无法更精细的定量根际范围；而带回实验室进一步分离虽然能够获得更加精细范围的根际样品，但十分耗费时间和精力，降低了样品收集和分离效率。
发明内容
发明目的：为了克服上述现有技术中存在的不足，本发明提供一种单株植物根系及根际土壤收集分离装置，本装置可以实现同时完成单株植物根系及根际样品的采集与分离操作，提高了样品收集和分离效率，解决了常用的由两个独立步骤进行根际样品收集和分离方法中存在的样品收集和分离效率低的问题。
技术方案：本发明一种单株植物根系及根际土壤收集分离装置，包括外筒和组装内筒，所述外筒的内部设有空腔且组装内筒安装在外筒的空腔中，外筒的顶部螺纹连接有竖直设置的外杆，所述外杆的中心处设有通孔，所述通孔中插设有与其滑动连接的内杆，所述内杆的底部与组装内筒螺纹连接，内杆的顶部伸出外杆的顶部；
所述组装内筒包括圆形卡板、推板和弧形内筒壁，所述圆形卡板和推板上下相对应设置在外筒的空腔顶部，且圆形卡板和推板上均设有相对应设置的圆弧形开口，所述圆形卡板和推板上的圆弧形开口均呈环形阵列设置，所述弧形内筒壁的顶部固定连接有截面为T型的弧形卡条，所述弧形卡条依次穿过圆形卡板和推板的圆弧形开口，且位于弧形卡条下方的弧形内筒壁形成圆筒状结构，所述弧形卡条的弧形横边底端面与圆形卡板的上端面相接触，所述推板的下端面与弧形内筒壁的顶端面相接触，推板的中心处设有螺纹孔，所述内杆的底部与推板的螺纹孔螺纹连接。
进一步的，所述外杆的顶部固定连接有外杆把手，所述外杆把手上套设有防滑垫，所述外杆的中部设有脚踏板；所述内杆的顶部固定连接有内杆把手。
进一步的，所述外筒的周侧设有刻度线。采集过程可通过刻度线判断采样深度。
进一步的，所述外筒的空腔顶端面设有供弧形卡条的弧形横边放置的环形凹槽。
进一步的，所述弧形卡条的弧形竖边高度与圆形卡板和推板的厚度之和相同。
进一步的，所述内杆的长度大于外杆和外筒的长度之和。可保证能够完全推出样品。
进一步的，所述弧形卡条的弧形横边的大小与圆弧形开口的大小相同。
有益效果：本发明通过设置可拆卸和组装的组装内筒结构，与外筒相结合，能够一步实现单株植物根系和根际样品的野外采集与分离，提高采样效率。
附图说明
图1为本发明装置的剖视图；
图2为外筒的剖视图；
图3为外杆的主视图；
图4为内杆的主视图；
图5为组装内筒的剖视图；
图6为推板的俯视图和剖视图；
图7为弧形内筒壁的主视图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步描述：
如图1和图2所示，本发明一种单株植物根系及根际土壤收集分离装置，包括外筒1和组装内筒2，外筒1的周侧设有刻度线(图中未视出)，采集过程可通过刻度线判断采样深度；外筒1的内部设有空腔11且组装内筒2安装在外筒1的空腔11中，外筒1的顶部螺纹连接有竖直设置的外杆3，为了与外杆3连接牢固，外筒1的顶部设有与外杆3连接的螺纹基座12，外筒1的空腔11顶端面设有供弧形卡条25的弧形横边251放置的环形凹槽13，环形凹槽13可供弧形卡条25的弧形横边251放置而且可以在环形凹槽13内旋转；
如图3和图4所示，外杆3的中心处设有通孔31，通孔31中插设有与其滑动连接的内杆4，内杆4与外杆3为嵌套结构，内杆4的底部与组装内筒2螺纹连接，内杆4的顶部伸出外杆3的顶部；其中外杆3的顶部固定连接有外杆把手32，外杆把手32上套设有防滑垫，外杆3的中部设有脚踏板33，脚踏板33为圆形、椭圆形或矩形不锈钢板结构，而且外筒1、组装内筒2、外杆3和内杆4均为不锈钢材质；内杆4的顶部固定连接有内杆把手41，内杆4的长度大于外杆3和外筒1的长度之和，可保证能够完全推出样品；
如图5至图7所示，组装内筒2包括圆形卡板21、推板22和弧形内筒壁23，圆形卡板21和推板22上下相对应设置在外筒1的空腔11顶部，圆形卡板21位于推板22的上方，且圆形卡板21与空腔11的顶端面接触，圆形卡板21和推板22上均设有三组相对应设置的圆弧形开口24，圆形卡板21和推板22上的圆弧形开口24均呈环形阵列设置，弧形内筒壁23也设有三组，弧形内筒壁23的数量与圆弧形开口24数量始终保持一致，每个弧形内筒壁23的顶部均固定连接有截面为T型的弧形卡条25，每个弧形卡条25依次穿过相对应的圆形卡板21和推板22的圆弧形开口24，而且弧形卡条25的弧形横边251的大小与圆弧形开口24的大小相同，且位于弧形卡条25下方的弧形内筒壁23形成圆筒状结构，圆筒状结构与外筒1同心，由于弧形卡条25的弧形竖边252高度与圆形卡板21和推板22的厚度之和相同，因此弧形卡条25的弧形横边251底端面与圆形卡板21的上端面相接触，推板22的下端面与弧形内筒壁23的顶端面相接触，弧形横边251位于环形凹槽13内，推板22的中心处设有螺纹孔221，内杆4的底部与推板22的螺纹孔221螺纹连接；
组装内筒2在组装时，首先将圆形卡板21和推板22的圆弧形开口24上下对齐，依次将弧形内筒壁23顶部的弧形卡条25从圆形卡板21和推板22的圆弧形开口24穿出，此时位于弧形卡条25下方的弧形内筒壁23形成圆筒状结构，然后旋转圆形卡板21和推板22，使得圆形卡板21和推板22上的圆弧形开口24错位一定角度，从而固定三块弧形内筒壁23，使圆筒状结构保持稳定；
本发明原理为：使用时，首先将组装内筒2进行组装，将圆形卡板21和推板22的圆弧形开口24上下对齐，依次将弧形内筒壁23顶部的弧形卡条25从圆形卡板21和推板22的圆弧形开口24穿出，此时位于弧形卡条25下方的弧形内筒壁23形成圆筒状结构，然后分别向左和向右旋转圆形卡板21和推板22，使得圆形卡板21和推板22上的圆弧形开口24错位一定角度，且圆形卡板21和推板22上的圆弧形开口24分别与弧形竖边252的两侧相接触，从而固定三块弧形内筒壁23，使圆筒状结构保持稳定；然后将外杆3与外筒1通过螺纹连接旋紧，再将内杆4从外杆3中间穿过，并将组装内筒2中的推板22的螺纹孔221与内杆4通过螺纹连接拧紧，此时完成整个采样分离装置的组装；
采样时，去除植物地上部分，手持外杆3的外杆把手32，使外筒1和组装内筒2的中心对准需要采集的单株植物根系，使整个采样装置垂直于地面；操作者可通过单脚或双脚踩压外杆3上的脚踏板33，利用自身重力将采样装置压入地面以下，如有必要，可以通过使用橡皮锤或橡胶锤等物向下锤击外杆把手32或脚踏板33，使采样装置下压；观察外筒1侧面的刻度线，待达到预定的采样深度后，停止下压，将整个采样装置向四周摇晃，使周围土壤松动，然后上提整个采样装置；将带有样品的采样装置从土壤中取出后，将整个采样装置平放在地面上，通过推动内杆4的内杆把手41将包含主体根系的组装内筒2以及夹在组装内筒2和外筒1之间的根际土壤推出，同时用样品收集袋或收集盒接住推出的根际样品，即得到分离的根际样品，可用于进一步研究；进一步的将推出的包含主体根系的组装内筒2中的圆形卡板21和推板22的圆弧形开口24旋转至上下对齐，取下三组弧形内筒壁23，即得到主体根系样品，收集后可用于根系形态的观察和进一步研究。本发明通过设置可拆卸和组装的组装内筒2结构，与外筒1相结合，能够一步实现单株植物根系和根际样品的野外采集与分离，提高采样效率。

Claims (5)

1.一种单株植物根系及根际土壤收集分离装置，其特征在于：包括外筒和组装内筒，所述外筒的内部设有空腔且组装内筒安装在外筒的空腔中，外筒的顶部螺纹连接有竖直设置的外杆，所述外杆的中心处设有通孔，所述通孔中插设有与其滑动连接的内杆，所述内杆的底部与组装内筒螺纹连接，内杆的顶部伸出外杆的顶部；
所述组装内筒包括圆形卡板、推板和弧形内筒壁，所述圆形卡板和推板上下相对应设置在外筒的空腔顶部，且圆形卡板和推板上均设有相对应设置的圆弧形开口，所述圆形卡板和推板上的圆弧形开口均呈环形阵列设置，所述弧形内筒壁的顶部固定连接有截面为T型的弧形卡条，所述弧形卡条依次穿过圆形卡板和推板的圆弧形开口，且位于弧形卡条下方的弧形内筒壁形成圆筒状结构，所述弧形卡条的弧形横边底端面与圆形卡板的上端面相接触，所述推板的下端面与弧形内筒壁的顶端面相接触，推板的中心处设有螺纹孔，所述内杆的底部与推板的螺纹孔螺纹连接；
所述外筒的空腔顶端面设有供弧形卡条的弧形横边放置的环形凹槽；
所述弧形卡条的弧形竖边高度与圆形卡板和推板的厚度之和相同。
2.根据权利要求1所述的一种单株植物根系及根际土壤收集分离装置，其特征在于：所述外杆的顶部固定连接有外杆把手，所述外杆把手上套设有防滑垫，所述外杆的中部设有脚踏板；所述内杆的顶部固定连接有内杆把手。
3.根据权利要求1所述的一种单株植物根系及根际土壤收集分离装置，其特征在于：所述外筒的周侧设有刻度线。
4.根据权利要求2所述的一种单株植物根系及根际土壤收集分离装置，其特征在于：所述内杆的长度大于外杆和外筒的长度之和。
5.根据权利要求1所述的一种单株植物根系及根际土壤收集分离装置，其特征在于：所述弧形卡条的弧形横边的大小与圆弧形开口的大小相同。
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