CN113514269B - 一种根系分泌物原位采集装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种根系分泌物原位采集装置，包括用于盛放植物主根系的第一弹性管道，第一弹性管道上设有若干用于盛放侧根系的第二弹性管道，第一弹性管道和第二弹性管道的另一端均设有透水透气膜，第一弹性管道的管壁内设有若干具有输水和抽吸土壤功能的连通机构，不同的连通机构与第二弹性管道的管壁一一对应并相连通，第二弹性管道的管壁内设有空腔，空腔内设有与之相连的环形隔板，环形隔板将空腔分为容纳腔和延伸腔，连通机构分别与容纳腔和延伸腔相连通，第二弹性管道的端部设有第一通孔，第一通孔与延伸腔相连通，第一弹性管道和所述第二弹性管道的外周设有弹性层，本装置能够随着植物根系生长进行同步包裹并快速实现无损提取根系分泌物。

Description

一种根系分泌物原位采集装置

技术领域

本发明涉及采集装置，特别涉及一种根系分泌物原位采集装置。

背景技术

植物根系是连接土壤和地上部的重要桥梁，在吸收水分和养分起着重要角色，同时根际部位非常活跃，分泌特定有机化合物，加速重金属污染土壤的修复效率，尤其是海南岛农田土壤Cd、Cr复合污染修复。根系分泌物，是指植物生长过程中根系不同部位向生长介质中分泌或释放的种类繁多的物质。根系分泌物不仅数量可观，而且作用很大。根系分泌物显著改变了根-土界面物理、化学和生物学性状，因而对土壤中各种养分的生物有效性有着重要影响。

由于样品植物的种植试验需要在其全生长周期均处于生长条件极为类似的环境下进行，而大多数根系植物分泌物的采集存在很多局限性，比如只能破坏性取样，而且在植物根系的生长过程中，根系会逐渐的变长和增多并密布在土壤中，不易进行样品的取出，在将植物根部从土壤中取出后，原种植土壤中植物根部所占据的空间坍塌，并且在重新填埋植物根系时，需要将土壤挖开重新埋入，因此在每次取出时都会显著影响土壤分布情况，导致不能够将样品放回至相同或相近的生长环境，显著影响了植物根部的生长，生长环境的剧烈变化不利于了解植物根系真实生长情况。

发明内容

针对上述现有问题，本发明要解决的技术问题在于能够随着植物根系生长进行同步包裹并快速实现无损提取根系分泌物，同时在实现无损提取根系分泌物后能够将植物复位，确保样品植物的种植试验能够在其全生长周期均处于生长条件较为类似的环境下的一种根系分泌物原位采集装置。

本发明提供一种根系分泌物原位采集装置，包括用于盛放植物主根系的第一弹性管道，所述第一弹性管道上设有若干用于盛放侧根系的第二弹性管道，所述第一弹性管道和所述第二弹性管道的另一端均设有透水透气膜，所述第一弹性管道的管壁内设有若干具有输水和抽吸土壤功能的连通机构，不同的所述连通机构与所述第二弹性管道的管壁一一对应并相连通，所述第二弹性管道的管壁内设有空腔，所述空腔内设有与之相连的环形隔板，所述环形隔板将所述空腔分为容纳腔和延伸腔，所述连通机构分别与所述容纳腔和所述延伸腔相连通，所述第二弹性管道的端部设有第一通孔，所述第一通孔与延伸腔相连通，所述第一弹性管道和所述第二弹性管道的外周设有弹性层，所述弹性层内呈中空状，所述弹性层的外周覆有隔热层，所述弹性层与外接水源和冷源相连通。

优选的，所述第二弹性管道呈不均匀状态设置在所述第一弹性管道上。

优选的，所述连通机构包括第一连通管和第二连通管，所述第一连通管与相应的所述第二弹性管道内的所述延伸腔相连通，所述第二连通管穿过所述容纳腔和所述环形隔板后与所述第一通孔相连通，所述第一连通管用于向所述延伸腔注入水源，所述第二连通管用于将土壤抽出，所述第一连通管与外接水源相连通，所述第二连通管与外接负压气源相连通。

优选的，所述容纳腔内设有环形管道，所述环形管道与所述第二连通管相连通，所述环形管道上设有若干第三连通管，所述第二弹性管道的端部设有若干第二通孔，所述第三连通管与所述第二通孔相连通。

优选的，所述第一弹性管道和所述第二弹性管道的表面均设有若干毛细孔。

优选的，所述第一弹性管道的顶部设有固定管，所述固定管上设有与之可拆卸连接的漏斗。

优选的，所述固定管的内周设有若干颜色不同的涂料层，所述涂料层用于给植物的主干处上色。

本发明的有益效果在于：

本发明的一种根系分泌物原位采集装置，将植物的主根系放置在所述第一弹性管道内，使得植物的侧根系则能够位于所述第二弹性管道内，然后将土壤倒入培养的容器中以及所述第一弹性管道内，从而使得土壤能够通过所述第一弹性管道进入所述第二弹性管道内，使得所述第二弹性管道不会因自身重量过重而直接与所述第一弹性管道完全贴合，从而使得植物根系分布均匀，进而完成植物的预埋工作，然后即可进行植物的培养工作，当植物在生长过程中，由于所述透水透气膜的存在，植物的根系会朝着水源更为丰富的所述透水透气膜处生长，从而使得植物的根系均能够分布的更为合理，便于后期进行植物根系的无损取出工作，由于种植环境以及不同植物的根系的发达程度不同，以及植物根系在生长过程中会逐渐变长，通过所述连通机构的作用，能够对不同的所述第二弹性管道进行相应的充水，从而使得所述第二弹性管道内的所述延伸腔源源不断的充水，从而使得所述第二弹性管道能够随着植物根系的生长而逐渐延长，由于所述第二弹性管道的延伸会挤压培养容器内的土壤，使得土壤颗粒之间的缝隙减小而影响透气性，通过所述连通机构和所述第一通孔的配合，从而能够对土壤颗粒进行抽吸，使得所述第二弹性管道前进路线上的土壤被吸出，并向所述第二弹性管道内注入一定数量的土壤，从而使得植物的根系不会受到过度挤压而受损，同时还能够将植物的根系维持在相似度较高的生长环境下，利于观察植物根系在相似度较高的生长环境下的生长情况，检测数据更为精准；当需要对植物根系进行无损取出时，通过向所述弹性层注入水源和冷源，使得所述弹性层内的水源结冰固化，由于所述隔热层的作用，能够避免结冰后的水吸收大量热量而导致土壤降温，确保了植物根系无损，同时通过向上抽拉所述第一弹性管道，即可将植物根系完整取出，然后将所述第一弹性管道和所述第二弹性管道内的少量土壤快速倒出，不会出现土壤与植物根系难以脱离的情况发生，从而完成植物根部的无损取出工作；当完成根系分泌物的采集并进行复位时，则可以将从所述第一弹性管道和所述第二弹性管道内的导出的少量土壤放回至所述第一弹性管道和所述第二弹性管道内，然后将所述第一弹性管道和所述第二弹性管道重新放入固定在土壤内的所述弹性层内即可，确保样品植物的种植试验能够在其全生长周期均处于生长条件较为类似的环境下，便于更好的了解对植物根系的生长情况。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述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优选实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种根系分泌物原位采集装置的的整体结构的主视图；

图2为本发明一种根系分泌物原位采集装置的局部结构的局部剖面图；

图3为本发明一种根系分泌物原位采集装置的局部结构的俯视图；

图4为本发明一种根系分泌物原位采集装置的局部结构的剖面图；

图5为本发明一种根系分泌物原位采集装置的图4A处的局部放大图。

图中，1为第一弹性管道，2为第二弹性管道，3为透水透气膜，4为环形隔板，5为容纳腔，6为延伸腔，7为第一通孔，8为弹性层，9为隔热层，10为第一连通管，11为第二连通管，12为环形管道，13为第三连通管，14为第二通孔，15为固定管，16为漏斗，17为涂料层。

具体实施方式

为了更好理解本发明技术内容，下面提供具体实施例，并结合附图对本发明做进一步的说明。

参见图1至图5，本发明提供一种根系分泌物原位采集装置，包括用于盛放植物主根系的第一弹性管道1，所述第一弹性管道1上设有若干用于盛放侧根系的第二弹性管道2，所述第一弹性管道1和所述第二弹性管道2的另一端均设有透水透气膜3，所述第一弹性管道1的管壁内设有若干具有输水和抽吸土壤功能的连通机构，不同的所述连通机构与所述第二弹性管道2的管壁一一对应并相连通，所述第二弹性管道2的管壁内设有空腔，所述空腔内设有与之相连的环形隔板4，所述环形隔板4将所述空腔分为容纳腔5和延伸腔6，所述连通机构分别与所述容纳腔5和所述延伸腔6相连通，所述第二弹性管道2的端部设有第一通孔7，所述第一通孔7与延伸腔6相连通，所述第一弹性管道1和所述第二弹性管道2的外周设有弹性层8，所述弹性层8的表面可设置多个开口(未示出)，所述第一弹性管道1和所述第二弹性管道2的端部能够穿过所述开口(未示出)，所述弹性层8内呈中空状，所述弹性层8的外周覆有隔热层9，所述弹性层8与外接水源和冷源相连通，将植物的主根系放置在所述第一弹性管道1内，使得植物的侧根系则能够位于所述第二弹性管道2内，然后将土壤倒入培养的容器中以及所述第一弹性管道1内，从而使得土壤能够通过所述第一弹性管道1进入所述第二弹性管道2内，使得所述第二弹性管道2不会因自身重量过重而直接与所述第一弹性管道1完全贴合，从而使得植物根系分布均匀，进而完成植物的预埋工作，然后即可进行植物的培养工作，当植物在生长过程中，由于所述透水透气膜3的存在，植物的根系会朝着水源更为丰富的所述透水透气膜3处生长，从而使得植物的根系均能够分布的更为合理，便于后期进行植物根系的无损取出工作，由于种植环境以及不同植物的根系的发达程度不同，以及植物根系在生长过程中会逐渐变长，通过所述连通机构的作用，能够对不同的所述第二弹性管道2进行相应的充水，从而使得所述第二弹性管道2内的所述延伸腔6源源不断的充水，从而使得所述第二弹性管道2能够随着植物根系的生长而逐渐延长，由于所述第二弹性管道2的延伸会挤压培养容器内的土壤，使得土壤颗粒之间的缝隙减小而影响透气性，通过所述连通机构和所述第一通孔7的配合，从而能够对土壤颗粒进行抽吸，使得所述第二弹性管道2前进路线上的土壤被吸出，并向所述第二弹性管道2内注入一定数量的土壤，从而使得植物的根系不会受到过度挤压而受损，同时还能够将植物的根系维持在相似度较高的生长环境下，利于观察植物根系在相似度较高的生长环境下的生长情况，检测数据更为精准；当需要对植物根系进行无损取出时，通过向所述弹性层8注入水源和冷源，使得所述弹性层8内的水源结冰固化，由于所述隔热层9的作用，能够避免结冰后的水吸收大量热量而导致土壤降温，确保了植物根系无损，同时通过向上抽拉所述第一弹性管道1，即可将植物根系完整取出，然后将所述第一弹性管道1和所述第二弹性管道2内的少量土壤快速倒出，不会出现土壤与植物根系难以脱离的情况发生，从而完成植物根部的无损取出工作；当完成根系分泌物的采集并进行复位时，则可以将从所述第一弹性管道1和所述第二弹性管道2内的导出的少量土壤放回至所述第一弹性管道1和所述第二弹性管道2内，然后将所述第一弹性管道1和所述第二弹性管道2重新放入固定在土壤内的所述弹性层8内即可，确保样品植物的种植试验能够在其全生长周期均处于生长条件较为类似的环境下，便于更好的了解对植物根系的生长情况。

具体的，所述第二弹性管道2呈不均匀状态设置在所述第一弹性管道1上，通过所述第二弹性管道2的布置，能够使得植物根系生长情况与实际生长情况的区别较小。

具体的，所述连通机构包括第一连通管10和第二连通管11，所述第一连通管10与相应的所述第二弹性管道2内的所述延伸腔6相连通，所述第二连通管11穿过所述容纳腔5和所述环形隔板4后与所述第一通孔7相连通，所述第一连通管10用于向所述延伸腔6注入水源，所述第二连通管11用于将土壤抽出，所述第一连通管10与外接水源相连通，所述第二连通管11与外接负压气源相连通，通过所述第一连通管10和第二连通管11的作用，能够使得本装置能够随着植物根系的生长而延伸，始终将植物根系进行保护，便于后期将植物根系进行无损取出。

具体的，所述容纳腔5内设有环形管道12，所述环形管道12与所述第二连通管11相连通，所述环形管道12上设有若干第三连通管13，所述第二弹性管道2的端部设有若干第二通孔14，所述第三连通管13与所述第二通孔14相连通，通过所述环形管道12和所述第三连通管13的配合，能够使得本装置在抽吸土壤时能够更为均匀，便于所述第二弹性管道2的伸长。

具体的，所述第一弹性管道1和所述第二弹性管道2的表面均设有若干毛细孔(未示出)，使得植物根系能够获得更为丰富的空气、养分和水分。

具体的，所述第一弹性管道1的顶部设有固定管15，所述固定管15上设有与之可拆卸连接的漏斗16，通过所述固定管15和所述漏斗16的配合，能够方便将植物从土壤中取出。

具体的，所述固定管15的内周设有若干颜色不同的涂料层17，所述涂料层17用于给植物的主干处上色，通过所述涂料层17的作用，能够将取出来的植物枝干上着色，便于后续将植物枝干的颜色对齐所述涂料层17，从而更易将植物复位。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种根系分泌物原位采集装置，其特征在于，包括用于盛放植物主根系的第一弹性管道，所述第一弹性管道上设有若干用于盛放侧根系的第二弹性管道，所述第一弹性管道和所述第二弹性管道的一端均设有透水透气膜，所述第一弹性管道的管壁内设有若干具有输水和抽吸土壤功能的连通机构，不同的所述连通机构与所述第二弹性管道的管壁一一对应并相连通，所述第二弹性管道的管壁内设有空腔，所述空腔内设有与之相连的环形隔板，所述环形隔板将所述空腔分为容纳腔和延伸腔，所述连通机构包括第一连通管和第二连通管，所述第一连通管与相应的所述第二弹性管道内的所述延伸腔相连通，所述第二弹性管道的端部设有第一通孔，所述第一通孔与延伸腔相连通，所述第二连通管穿过所述容纳腔和所述环形隔板后与所述第一通孔相连通，所述第一连通管用于向所述延伸腔注入水源，所述第二连通管用于将土壤抽出，所述第一连通管与外接水源相连通，所述第二连通管与外接负压气源相连通，所述第一弹性管道和所述第二弹性管道的外周设有弹性层，所述弹性层内呈中空状，所述弹性层的外周覆有隔热层，所述弹性层与外接水源和冷源相连通。

2.根据权利要求1所述的一种根系分泌物原位采集装置，其特征在于，所述第二弹性管道呈不均匀状态设置在所述第一弹性管道上。

3.根据权利要求1所述的一种根系分泌物原位采集装置，其特征在于，所述容纳腔内设有环形管道，所述环形管道与所述第二连通管相连通，所述环形管道上设有若干第三连通管，所述第二弹性管道的端部设有若干第二通孔，所述第三连通管与所述第二通孔相连通。

4.根据权利要求1所述的一种根系分泌物原位采集装置，其特征在于，所述第一弹性管道和所述第二弹性管道的表面均设有若干毛细孔。

5.根据权利要求1所述的一种根系分泌物原位采集装置，其特征在于，所述第一弹性管道的顶部设有固定管，所述固定管上设有与之可拆卸连接的漏斗。

6.根据权利要求5所述的一种根系分泌物原位采集装置，其特征在于，所述固定管的内周设有若干颜色不同的涂料层，所述涂料层用于给植物的主干处上色。

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