CN111642277A - 植物培养装置及其收集根际土壤的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种植物培养装置，涉及植物培养设备技术领域，植物培养装置包括盒体、隔根网和若干个取样插片，盒体包括装填区，装填区内有卡接结构，隔根网将装填区分隔为根室和非根室，隔根网上设置有若干个微孔，若干个取样插片均设置在非根室内，若干取样插片上均设置有一取样孔，若干个取样插片之间均为面贴合；本发明还提供了一种如上的植物培养装置的收集方法，先安装隔根网和取样插片，然后装土、施肥、灌溉和种植植物，取样时将隔根网、取样插片和封堵插片一同从装填区内取出，然后对取样孔内的土壤进行分层取样，能够实现根际土壤的精准取样，减少试验误差。

Description

植物培养装置及其收集根际土壤的方法

技术领域

本发明涉及植物培养设备技术领域，特别是涉及一种植物培养装置及其收集根际土壤方法。

背景技术

根际是指植物根系周围受根系生长活动影响的土壤区域，一般是距根系表面几毫米的微区，是根系与外界土壤进行营养物质交换与传递的必经场所；大量的研究表明，受根毛和根系分泌物的影响，根际范围内微生物数量增多，其活动显著增强，使根际土壤的理化和生物特性明显区别于非根际土壤，形成独特的土壤微生态；根际微生态一直是土壤领域的研究热点，研究土壤污染物对植物根际区域土壤微生物和土壤理化性质的影响，对预测污染物的环境归趋有重要意义。

分离和收集根际土壤的传统方法主要有抖根法和根袋法，这两种方法的重现性不佳，既容易受到主观因素如操作力度影响，也易受到外界因素如植物种类、土壤类型、田间湿度等因素影响，且极易导致根毛残留或混入非根际土壤，无法精确采集根际土壤，导致取样结果无法反映根际和非根际土壤的真实差异，为了研究或获取距离根系表面不同距离根际区域的土壤，人们设计了方形或圆形根箱培养装置，然而这些装置的隔根网缺乏固定，在进行干湿交替培养或取样过程中，容易产生位移，造成非根际土壤混入根际土壤区，试验误差较大；此外，一些培养装置的底部往往密闭，使使用者无法根据培养装置内部的水位高低，而合理进行灌、排水操作，当装置水位过高或排水不畅时，易导致培养的植物烂根死亡，使试验被迫终止。

发明内容

本发明的目的是提供一种植物培养装置及其收集根际土壤方法，以解决上述现有技术存在的问题，能够实现根际土壤的精准取样，减少试验误差。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种植物培养装置，包括盒体、隔根网和若干个取样插片，所述盒体上端开口，所述盒体包括装填区，所述装填区内壁面上设置有卡接结构，所述隔根网和若干个所述取样插片均设置在所述隔根网卡接结构内，若干所述取样插片均能从所述卡接结构内抽出，所述隔根网将所述装填区分隔为根室和非根室，所述隔根网上设置有若干个微孔，所述隔根网用于防止所述根室内的植物根系进入所述非根室，且不影响所述根室内的植物根系与所述非根室内土壤进行营养传递与交换，若干个所述取样插片均设置在所述非根室内，若干个所述取样插片上均设置有一取样孔，若干个所述取样插片之间均为面贴合，相邻所述取样孔之间连通，最靠近所述隔根网的所述取样插片与所述隔根网面贴合。

优选的，还包括封堵插片，所述封堵插片设置在所述卡接结构内，且位于所述非根室内，所述封堵插片能够从所述卡接结构内抽出，所述封堵插片与距离所述隔根网最远的所述取样插片面贴合。

优选的，所述盒体还包括水位观测区，所述水位观测区与所述装填区之间设置有分隔板，所述分隔板设置有透水结构，所述透水结构用于连通所述装填区和所述水位观测区，所述水位观测区的外壁上设置有与所述装填区等高度的透明区域，所述透明区域上设置有水位刻度线。

优选的，所述水位观测区包括滤水区和刻度区，所述滤水区设置在所述装填区的下部，所述透明区域在所述刻度区的外壁上，所述分隔板包括水平隔板和竖直隔板，所述滤水区与所述装填区之间设置有水平隔板，所述滤水区和所述装填区与所述刻度区之间设置有所述竖直隔板，所述水平隔板的一端与所述竖直隔板的中下部固定连接，所述透水结构位于所述水平隔板上，所述透水结构用于连通所述装填区和所述滤水区，所述透水结构能够防止所述装填区的大颗粒土壤进入所述滤水区，所述水平隔板与所述滤水区底面之间的所述竖直隔板上设置有若干通水孔，若干所述通水孔用于连通所述滤水区和所述刻度区，所述滤水区用于填充石英砂。

优选的，所述卡接结构包括一对相对设置的隔根网卡槽和若干对相对设置的插片卡槽，所述隔根网卡装在相对设置的所述隔根网卡槽内，一对相对设置的所述插片卡槽卡装一个所述取样插片或一个所述封堵插片。

优选的，所述水平隔板包括支撑板和筛网，所述筛网设置在所述支撑板上方，所述支撑板上设置有若干个透水孔，若干所述透水孔和所述筛网形成所述透水结构，所述刻度区底部设置有排水口，所述排水口上连接有排水阀门。

优选的，所述取样插片和所述封堵插片为环氧树脂纤维板，所述隔根网的网孔直径为20～50um。

本发明还公开了一种如上所述的植物培养装置的收集根际土壤的方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、在所述装填区的所述卡接结构内分别安装所述隔根网和若干个所述取样插片，然后向所述根室和所述非根室内填充土壤，并确保所述取样孔内均充满土壤；

S2、在所述装填区内灌水、施肥，并在所述根室内种植实验植物；

S3、待到所述实验植物成熟后，将所述隔根网、所述取样插片和所述取样插片内的土壤一同从所述装填区内取出；

S4、逐层分离各所述取样孔内的土壤。

优选的，所述盒体还包括水位观测区，所述水位观测区与所述装填区之间设置有分隔板，所述分隔板设置有透水结构，所述水位观测区包括滤水区和刻度区，所述滤水区设置在所述装填区的下部，透明区域在所述刻度区的外壁上，所述分隔板包括水平隔板和竖直隔板，所述滤水区与所述装填区之间设置有水平隔板，所述滤水区和所述装填区与所述刻度区之间设置有所述竖直隔板，所述水平隔板的一端与所述竖直隔板的中下部固定连接，所述透水结构位于所述水平隔板上，所述透水结构用于连通所述装填区和所述滤水区，所述透水结构能够防止所述装填区的大颗粒土壤进入所述滤水区，所述水平隔板与所述滤水区底面之间的所述竖直隔板上设置有若干通水孔，若干所述通水孔用于连通所述滤水区和所述刻度区，所述滤水区内充满石英砂，且所述石英砂的颗粒直径为1～3mm。

优选的，所述根室和所述非根室内填充的土壤需要研磨过筛，所述筛子的孔径为1～3mm，且所述土壤向所述根室和所述非根室内填装时，需要分层填装并保持所述根室内土壤高度和所述非根室内土壤高度相同。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明提供了一种植物培养装置及其收集根际土壤的方法，采用在根室与非根室之间设置隔根网，能够防止根室内植物的根系进入非根室；还采用多个取样插片，取样插片之间面接触，最靠近隔根网的取样插片与隔根网面接触，取样插片上均设置有取样孔，取样孔内充满土壤，在植物生长期间，植物根系通过隔根网与取样孔内土壤进行营养物质传递与交换，从而使取样孔内的土壤形成根际土壤；在进行根际土壤取样时，将隔根网、多个取样插片和取样孔内的土壤一同从装填区内取出，最后将各个取样插片上取样孔的土壤依次进行分层分离，从而实现了根际土壤的精准取样，减少了试验误差。

进一步的，在实验人员在将隔根网和取样插片从装填区内取出前插入封堵插片，封堵插片对距离隔根网最远的取样插片上的取样孔进行封堵，从而能够防止取样孔内的土壤发生位移或从取样孔内滑出，能够进一步的提高根际土壤取样的精准度。

进一步的，水位观测区的设置，方便直接观察植物的灌溉情况，防止水位过高，避免植物出现泡根、烂根现象的发生。

进一步的，滤水区用于填充石英砂，能够对装填区进入刻度区的水进行过滤，使水清澈，便于观测水位，防止细微泥土颗粒粘在水位刻度线处。

进一步的，卡接结构为卡接槽，结构简单，便于隔根网、取样插片和封堵插片的安装与取放。

进一步的，水平隔板包括支撑板和筛网，筛网用于防止大颗粒的土壤进入滤水区，支撑板用于支撑筛网，防止筛网变形，排水口和排水阀的设置，能够在灌水量太多时，及时排放一部分水，防止植物出现泡根、烂根现象。

进一步的，取样插片和封堵插片为环氧树脂纤维板，易于购买，价格低廉；隔根网的网孔直径为20～50um，隔根效果好。

进一步的，石英砂颗粒直径为1～3mm，滤水效果好，能够防止细微泥土颗粒粘在水位刻度线处，影响观察水位。

进一步的，根室和非根室内填充的土壤需要经过筛子进行筛选，去除颗粒较大的土壤，筛子的孔径为1～3mm，能够保证取样孔内的土壤不出现大块，易于实现分层取样；土壤向根室和非根室内填装时，需要分层填装并保持根室内土壤高度和非根室内土壤高度相同，能够防止隔根网变形，影响试验结果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例一提供的一种植物培养装置结构示意图；

图2为实施例一提供的一种植物培养装置中卡接结构结构示意图；

图3为实施例一提供的一种植物培养装置中封堵插片结构示意图；

图中：1-隔根网，2-取样插片，3-卡接结构，4-根室，5-非根室，6-取样孔，7-刻度区，8-竖直隔板，9-通水孔，10-滤水区，11-支撑板，12-筛网，13-排水阀门，14-隔根网卡槽，15-插片卡槽。

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。

本发明的目的是提供一种植物培养装置及其收集根际土壤方法，以解决现有技术存在的问题，能够实现根际土壤的精准取样，减少试验误差。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例一

本实施例提供一种植物培养装置，如图1～3所示，于本实施例中，植物培养装置包括盒体、隔根网1和若干个取样插片2，盒体上端开口，盒体包括装填区，装填区内壁面上设置有卡接结构3，隔根网1和若干个取样插片2均设置在隔根网1卡接结构3内，若干取样插片2均能从卡接结构3内抽出，隔根网1将装填区分隔为根室4和非根室5，隔根网1上设置有若干个微孔，隔根网1用于防止根室4内的植物根系进入非根室5，且不影响根室4内的植物根系与非根室5内土壤进行营养传递与交换，若干个取样插片2均设置在非根室5内，若干个取样插片2上均设置有一取样孔6，若干个取样插片2之间均为面贴合，相邻取样孔6之间连通，最靠近隔根网1的取样插片2与隔根网1面贴合，隔根网1的材料为PE，隔根网1的厚度为1～3mm，优选为2mm，取样插片2的厚度为0.5～2mm，优选为1mm，取样插片2的厚度也可以根据试验需求，进行调整，或者不同厚度的取样插片2配合使用，采用在根室4与非根室5之间设置隔根网1，能够防止根室4内植物的根系进入非根室5；还采用多个取样插片2，取样插片2之间面接触，最靠近隔根网1的取样插片2与隔根网1面接触，取样插片2上均设置有取样孔6，取样孔6内充满土壤，在植物生长期间，植物根系通过隔根网1与取样孔6内土壤进行营养物质传递与交换，从而使取样孔6内的土壤形成根际土壤；在进行根际土壤取样时，将隔根网1、多个取样插片2和取样孔6内的土壤一同从装填区内取出，最后将各个取样插片2上取样孔6的土壤依次进行分层分离，从而实现了根际土壤的精准取样，减少了试验误差。

还包括封堵插片，封堵插片设置在卡接结构3内，且位于非根室5内，封堵插片能够从卡接结构3内抽出，封堵插片与距离隔根网1最远的取样插片2面贴合，在实验人员在将隔根网1和取样插片2从装填区内取出前插入封堵插片，封堵插片对距离隔根网1最远的取样插片2上的取样孔6进行封堵，从而能够防止取样孔6内的土壤发生位移或从取样孔6内滑出，能够进一步的提高根际土壤取样的精准度。

盒体还包括水位观测区，水位观测区与装填区之间设置有分隔板，分隔板底部设置有透水结构，透水结构用于连通装填区和水位观测区，水位观测区的外壁上设置有与装填区等高度的透明区域，透明区域上设置有水位刻度线，水位观测区的设置，方便直接观察植物的灌溉情况，防止水位过高，避免植物出现泡根、烂根现象的发生。

水位观测区包括滤水区10和刻度区7，滤水区10设置在装填区的下部，透明区域在刻度区7的外壁上，分隔板包括水平隔板和竖直隔板8，滤水区10与装填区之间设置有水平隔板，滤水区10和装填区与刻度区7之间设置有竖直隔板8，水平隔板的一端与竖直隔板8的中下部固定连接，透水结构位于水平隔板上，透水结构用于连通装填区和滤水区10，透水结构能够防止装填区的大颗粒土壤进入滤水区10，水平隔板与滤水区10底面之间的竖直隔板8上设置有若干通水孔9，若干通水孔9用于连通滤水区10和刻度区7，滤水区10用于填充石英砂，滤水区10用于填充石英砂，能够对装填区进入刻度区7的水进行过滤，使水清澈，便于观测水位，防止细微泥土颗粒粘在水位刻度线处。

卡接结构3包括一对相对设置的隔根网卡槽14和若干对相对设置的插片卡槽15，隔根网1卡装在相对设置的隔根网卡槽14内，一对相对设置的插片卡槽15卡装一个取样插片2或一个封堵插片，卡接结构3为卡接槽，结构简单，便于隔根网1、取样插片2和封堵插片的安装与取放。

水平隔板包括支撑板11和筛网12，筛网12设置在支撑板11上方，支撑板11上设置有若干个透水孔，若干透水孔和筛网12形成透水结构，刻度区7底部设置有排水口，排水口上连接有排水阀门13，水平隔板包括支撑板11和筛网12，筛网12用于防止大颗粒的土壤进入滤水区10，支撑板11用于支撑筛网12，防止筛网12变形，排水口和排水阀的设置，能够在灌水量太多时，及时排放一部分水，防止植物出现泡根、烂根现象。

取样插片2和封堵插片为环氧树脂纤维板，易于购买，价格低廉；隔根网1的网孔直径为20～50um，优选为30um，隔根效果好。

实施例二

本实施例提供一种实施例中植物培养装置收集根际土壤的方法，如图1～3所示，于本实施例中，以种植水稻为例，具体包括以下步骤：

S1、在装填区的卡接结构3内分别安装隔根网1和若干个取样插片2，然后向根室4和非根室5内填充土壤，并确保取样孔6内均充满土壤；

S2、在装填区内灌水、施肥，并在根室4内移植水稻，通过水位刻度线和排水阀门13对装填区内的水位进行控制，在水稻生长至分蘖期时，始终保持水位高于土壤面2～3cm，在水稻进入黄熟期后，立即排水使水位低于土壤面15～20cm；

S3、待到水稻成熟后，先将封堵插片贴合距离隔根网1最远的取样插片2，并插入插片卡槽15内，确保封堵插片能够完全封堵取样孔6，然后再将隔根网1、取样插片2和取样孔6内的土壤一同从装填区内取出，或先将封堵插片贴合距离隔根网1最远的取样插片2，并插入插片卡槽15内，确保封堵插片能够完全封堵取样孔6，再将装填区内根室4以及非根室5中除取样孔6内之外的土壤分别取出，然后再将隔根网1、取样插片2和取样孔6内的土壤一同从装填区内取出；

S4、逐层分离各取样孔6内的土壤。

本实施例公开了一种实施例一中的植物培养装置收集根际土壤的方法，采用在根室4与非根室5之间设置隔根网1，能够防止根室4内植物的根系进入非根室5；还采用多个取样插片2，取样插片2之间面接触，最靠近隔根网1的取样插片2与隔根网1面接触，取样插片2上均设置有取样孔6，取样孔6内充满土壤，在植物生长期间，植物根系通过隔根网1与取样孔6内土壤进行营养物质传递与交换，从而使取样孔6内的土壤形成根际土壤；在进行根际土壤取样时，将隔根网1、多个取样插片2和取样孔6内的土壤一同从装填区内取出，最后将各个取样插片2上取样孔6的土壤依次进行分层分离，从而实现了根际土壤的精准取样，减少了试验误差。

滤水区10内充满石英砂，且石英砂的颗粒直径为1～3mm，优选为2mm，滤水效果好，能够防止细微泥土颗粒粘在水位刻度线处，影响观察水位。

根室4和非根室5内填充的土壤需要研磨过筛，筛子的孔径为1～3mm，优选为2mm，能够保证取样孔6内的土壤不出现大块，易于实现分层取样；且土壤向根室4和非根室5内填装时，需要分层填装并保持根室4内土壤高度和非根室5内土壤高度相同，能够防止隔根网1变形，影响试验结果。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种植物培养装置，其特征在于：包括：盒体、隔根网和若干个取样插片，所述盒体上端开口，所述盒体包括装填区，所述装填区内壁面上设置有卡接结构，所述隔根网和若干个所述取样插片均设置在所述隔根网卡接结构内，若干所述取样插片均能从所述卡接结构内抽出，所述隔根网将所述装填区分隔为根室和非根室，所述隔根网上设置有若干个微孔，所述隔根网用于防止所述根室内的植物根系进入所述非根室，且不影响所述根室内的植物根系与所述非根室内土壤进行营养传递与交换，若干个所述取样插片均设置在所述非根室内，若干个所述取样插片上均设置有一取样孔，若干个所述取样插片之间均为面贴合，相邻所述取样孔之间连通，最靠近所述隔根网的所述取样插片与所述隔根网面贴合。

2.根据权利要求1所述的植物培养装置，其特征在于：还包括封堵插片，所述封堵插片设置在所述卡接结构内，且位于所述非根室内，所述封堵插片能够从所述卡接结构内抽出，所述封堵插片与距离所述隔根网最远的所述取样插片面贴合。

3.根据权利要求2所述的植物培养装置，其特征在于：所述盒体还包括水位观测区，所述水位观测区与所述装填区之间设置有分隔板，所述分隔板设置有透水结构，所述透水结构用于连通所述装填区和所述水位观测区，所述水位观测区的外壁上设置有与所述装填区等高度的透明区域，所述透明区域上设置有水位刻度线。

4.根据权利要求3所述的植物培养装置，其特征在于：所述水位观测区包括滤水区和刻度区，所述滤水区设置在所述装填区的下部，所述透明区域在所述刻度区的外壁上，所述分隔板包括水平隔板和竖直隔板，所述滤水区与所述装填区之间设置有水平隔板，所述滤水区和所述装填区与所述刻度区之间设置有所述竖直隔板，所述水平隔板的一端与所述竖直隔板的中下部固定连接，所述透水结构位于所述水平隔板上，所述透水结构用于连通所述装填区和所述滤水区，所述透水结构能够防止所述装填区的大颗粒土壤进入所述滤水区，所述水平隔板与所述滤水区底面之间的所述竖直隔板上设置有若干通水孔，若干所述通水孔用于连通所述滤水区和所述刻度区，所述滤水区用于填充石英砂。

5.根据权利要求2所述的植物培养装置，其特征在于：所述卡接结构包括一对相对设置的隔根网卡槽和若干对相对设置的插片卡槽，所述隔根网卡装在相对设置的所述隔根网卡槽内，一对相对设置的所述插片卡槽卡装一个所述取样插片或一个所述封堵插片。

6.根据权利要求4所述的植物培养装置，其特征在于：所述水平隔板包括支撑板和筛网，所述筛网设置在所述支撑板上方，所述支撑板上设置有若干个透水孔，若干所述透水孔和所述筛网形成所述透水结构，所述刻度区底部设置有排水口，所述排水口上连接有排水阀门。

7.根据权利要求2所述的植物培养装置，其特征在于：所述取样插片和所述封堵插片为环氧树脂纤维板，所述隔根网的网孔直径为20～50um。

8.一种如权利1～7中任意一项所述的植物培养装置的收集根际土壤的方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、在所述装填区的所述卡接结构内分别安装所述隔根网和若干个所述取样插片，然后向所述根室和所述非根室内填充土壤，并确保所述取样孔内均充满土壤；

S2、在所述装填区内灌水、施肥，并在所述根室内种植实验植物；

S3、待到所述实验植物成熟后，将所述隔根网、所述取样插片和所述取样插片内的土壤一同从所述装填区内取出；

S4、逐层分离各所述取样孔内的土壤。

9.根据权利要求8所述的植物培养装置的收集根际土壤的方法，其特征在于：所述盒体还包括水位观测区，所述水位观测区与所述装填区之间设置有分隔板，所述分隔板设置有透水结构，所述水位观测区包括滤水区和刻度区，所述滤水区设置在所述装填区的下部，透明区域在所述刻度区的外壁上，所述分隔板包括水平隔板和竖直隔板，所述滤水区与所述装填区之间设置有水平隔板，所述滤水区和所述装填区与所述刻度区之间设置有所述竖直隔板，所述水平隔板的一端与所述竖直隔板的中下部固定连接，所述透水结构位于所述水平隔板上，所述透水结构用于连通所述装填区和所述滤水区，所述透水结构能够防止所述装填区的大颗粒土壤进入所述滤水区，所述水平隔板与所述滤水区底面之间的所述竖直隔板上设置有若干通水孔，若干所述通水孔用于连通所述滤水区和所述刻度区，所述滤水区内充满石英砂，且所述石英砂的颗粒直径为1～3mm。

10.根据权利要求8所述的植物培养装置的收集根际土壤的方法，其特征在于：所述根室和所述非根室内填充的土壤需要研磨过筛，筛子的孔径为1～3mm，且所述土壤向所述根室和所述非根室内填装时，需要分层填装并保持所述根室内土壤高度和所述非根室内土壤高度相同。

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