CN113767773B - 嵌入式植物组织缓控释放液体的装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种嵌入式植物组织缓控释放液体的装置，包括：第一囊体，第一囊体的一端设有出液口；活塞，活塞设置在第一囊体中，以将第一囊体分隔成第一腔体和第二腔体；给液管，给液管的第一端位于第一腔体内，给液管的第二端延伸至第一囊体的外部；驱动组件，驱动组件设置在第二腔体内，驱动组件的部分与活塞连接。本发明提供的嵌入式植物组织缓控释放液体的装置，通过将该装置嵌设在植物组织内，可将第一囊体内的试剂或溶液注入植物组织，避免了植物叶面喷施或根部浇灌造成的试剂或溶液失效、失活或流失的问题；同时，本发明提供的嵌入式植物组织缓控释放液体的装置，可重复利用，多次注入试剂或溶液，降低了生产成本。

Description

嵌入式植物组织缓控释放液体的装置

技术领域

本发明涉及植物施肥技术领域，尤其涉及一种嵌入式植物组织缓控释放液体的装置。

背景技术

植物的根、茎、叶、果实等组织是植物体的重要部分，涉及了植物的生理状态、营养健康状况、病害情况以及品质产量等。在科学研究或生产活动中往往需要对植物不同组织进行施药或给以化学或生物学处理，如施以农药以进行杀虫、杀菌作业；施以化肥或有机肥促进植物生长或提高产量作业；施以不同浓度的盐(如NaCl、NaHCO3等)开展盐处理实验；施以渗透调节剂(如甘露醇、PEG等)溶液开展干旱处理实验；施以重金属溶液开展重金属胁迫实验；施以激素或短肽对植物生长进行干预或开展实验研究等一系列外源处理。

目前，不论施以农药还是各类处理试剂，其通常采取的方式均为叶面喷施或根部浇灌，叶面喷施施加的农药或各类处理试剂经常暴露在空气中往往导致农药或各类处理试剂氧化或分解而失活，另外雨水或露水的冲刷作用也会导致农药或各类处理试剂流失。根部浇灌容易导致施加的农药或各类处理试剂随着地下水、雨水、地表浇灌水冲洗而流失，上述方法均可导致施加的农药或各类处理试剂失效、失活或流失。

发明内容

本发明提供一种嵌入式植物组织缓控释放液体的装置，用以解决现有技术中植物施加的农药或各类处理试剂失效、失活或流失的缺陷。

本发明提供一种嵌入式植物组织缓控释放液体的装置，包括：第一囊体，所述第一囊体的一端设有出液口；活塞，所述活塞设置在所述第一囊体中，以将所述第一囊体分隔成第一腔体和第二腔体；给液管，所述给液管的第一端位于所述第一腔体内，所述给液管的第二端延伸至所述第一囊体的外部；驱动组件，所述驱动组件设置在所述第二腔体内，所述驱动组件的部分与所述活塞连接。

根据本发明提供的一种嵌入式植物组织缓控释放液体的装置，还包括：隔板，所述隔板的第一端以及两个侧面与所述第一囊体的内壁连接，所述隔板的第二端与所述第一囊体设有所述出液口的内壁之间形成间隙，所述给液管设置在所述第一囊体与所述隔板之间，所述给液管的第一端位于所述间隙，所述活塞与所述隔板以及所述第一囊体的内壁接触。

根据本发明提供的一种嵌入式植物组织缓控释放液体的装置，所述驱动组件包括：丝杆，所述丝杆的第一端与所述活塞连接，所述丝杆的第二端与电机连接；电池，所述电池与所述电机电性连接。

根据本发明提供的一种嵌入式植物组织缓控释放液体的装置，所述驱动组件还包括：固定架，所述固定架与所述隔板和所述第一囊体的内壁连接，所述固定架用于固定所述电机。

根据本发明提供的一种嵌入式植物组织缓控释放液体的装置，还包括：控制器，所述控制器设置在所述第二腔体内，所述控制器与所述电池以及所述电机电性连接。

根据本发明提供的一种嵌入式植物组织缓控释放液体的装置，还包括：第二囊体，所述第二囊体套设在所述第一囊体的外部，所述第二囊体与所述第一囊体之间形成第一空间，其中，所述第二囊体为带有孔洞的膜体结构。

根据本发明提供的一种嵌入式植物组织缓控释放液体的装置，还包括：止回阀，所述止回阀设置在所述出液口。

根据本发明提供的一种嵌入式植物组织缓控释放液体的装置，还包括：第三囊体，所述第三囊体套设在所述第二囊体的外部，所述第三囊体与所述第二囊体之间形成第二空间，其中，所述第三囊体为网状结构。

根据本发明提供的一种嵌入式植物组织缓控释放液体的装置，所述第三囊体的一端设有尖端。

根据本发明提供的一种嵌入式植物组织缓控释放液体的装置，还包括：注液阀，所述注液阀设置在所述给液管，且所述注液阀位于所述第三囊体的外部。

本发明提供的嵌入式植物组织缓控释放液体的装置，通过将该装置嵌设在植物组织内，可将第一囊体内的试剂或溶液注入植物组织，避免了植物叶面喷施或根部浇灌造成的试剂或溶液失效、失活或流失的问题；同时，本发明提供的嵌入式植物组织缓控释放液体的装置，可重复利用，多次注入试剂或溶液，降低了生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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是本发明提供的嵌入式植物组织缓控释放液体的装置的结构示意图；

附图标记：

10：第一囊体； 11：止回阀； 20：活塞；

30：给液管； 31：注液阀； 41：丝杆；

42：电机； 43：电池； 44：固定架；

50：控制器； 60：导线； 70：第二囊体；

80：第三囊体； 90：隔板。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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作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。

本发明的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

下面结合图1描述本发明的嵌入式植物组织缓控释放液体的装置。

如图1所示，在本发明的一个实施例中，嵌入式植物组织缓控释放液体的装置包括：第一囊体10、活塞20、给液管30和驱动组件。第一囊体10的一端设有出液口，活塞20设置在第一囊体10中，以将第一囊体10分隔成第一腔体和第二腔体，给液管30的第一端位于第一腔体内，给液管30的第二端延伸至第一囊体10的外部，驱动组件设置在第二腔体内，驱动组件的部分与活塞20连接。

具体来说，活塞20将第一囊体10的内腔分隔成第一腔体和第二腔体，试剂或溶液通过给液管30的第一端进入第一囊体10的第一腔体内。活塞20与驱动组件连接，在驱动组件的作用下，活塞20能够缓慢地向第一囊体10的出液口移动，以将第一腔体内的试剂或溶液由出液口挤出。在实际使用过程中，可将该装置嵌入植物组织内部，通过在装置的外部驱动驱动组件，可使驱动组件带动活塞20缓慢移动，以将试剂或溶液注入植物组织内。

进一步地，给液管30的第二端可由第一囊体10的第一腔体延伸至第一囊体10的外部，也可以由第一囊体10的第二腔体延伸至第一囊体10的外部。当给液管30的第二端由第一囊体10的第一腔体延伸至第一囊体10的外部时，给液管30可与第一囊体10垂直设置，此时，活塞20的四周分别与第一囊体10的内壁接触。当给液管30的第二端由第一囊体10的第二腔体延伸至第一囊体10的外部时，可在第一囊体10内设置隔板90，隔板90沿第一囊体10的长度方向设置，隔板90的第一端和两个侧面均与第一囊体10的内壁连接，隔板90的第二端与第一囊体10设有出液口的一端形成间隙，给液管30设置在隔板90与第一囊体10形成的空间内，且给液管30的第一端位于隔板90第二端与第一囊体10形成的间隙处，以便试剂或溶液流入第一囊体10的第一腔体。在本实施例中，活塞20的一侧与隔板接触，其余侧面与第一囊体10的内壁接触。

进一步地，在本发明的一个实施例中，驱动组件可包括：丝杆41和电机42，丝杆41和电机42构成丝杆步进电机，丝杆步进电机可将电机42的旋转运动转变成丝杆41的直线运动，丝杆41的一端与活塞20连接，可带动活塞20向出液口移动，以将第一囊体10第一腔体内的试剂或溶液推出第一囊体10外，进而进入植物组织中。

本发明实施例提供的嵌入式植物组织缓控释放液体的装置，通过将该装置嵌设在植物组织内，可将第一囊体内的试剂或溶液注入植物组织，避免了植物叶面喷施或根部浇灌造成的试剂或溶液失效、失活或流失的问题；同时，本发明实施例提供的嵌入式植物组织缓控释放液体的装置，可重复利用，多次注入试剂或溶液，降低了生产成本。

如图1所示，在本发明的一个实施例中，嵌入式植物组织缓控释放液体的装置还包括隔板90，隔板90沿第一囊体10的长度方向设置，隔板90的第一端和两个侧面均与第一囊体10的内壁连接，隔板90的第二端与第一囊体10设有出液口的一端形成间隙，给液管30设置在隔板90与第一囊体10形成的空间内，且给液管30的第一端位于隔板90第二端与第一囊体10形成的间隙处，以便试剂或溶液流入第一囊体10的第一腔体。在本实施例中，活塞20的一侧与隔板接触，其余侧面与第一囊体10的内壁接触。

如图1所示，在本发明的一个实施例中，驱动组件包括：丝杆41、电机42和电池43。丝杆41的第一端与活塞20连接，丝杆41的第二端与电机42连接，电机42与电池43电性连接。

具体来说，丝杆41和电机42组成丝杆步进电机，丝杆步进电机可将电机42的旋转运动转变成丝杆41的直线运动，当电机42转动时，可带动丝杆41向第一囊体10的出液口运动，以将第一囊体10第一腔体内的试剂或溶液挤出第一囊体10外。电池43与电机42通过导线60电性连接，电池43为电机42提供电力。

进一步地，在本发明的一个实施例中，驱动组件还包括固定架44，固定架44设置在第一囊体10的第二腔体，固定架44与隔板90和第一囊体10的内壁连接，固定架44用于固定电机42。

如图1所示，在本发明的一个实施例中，嵌入式植物组织缓控释放液体的装置还包括控制器50，控制器50设置在第一囊体10的第二腔体，且控制器50与电池43、以及电机42电性连接。

具体来说，控制器50与电池43通过导线60电性连接，电池43为控制器50提供电力，控制器50与电机42也通过导线60电性连接。当嵌入式植物组织缓控释放液体的装置嵌设在植物组织内后，工作人员可在远程控制控制器50，使控制器50控制电机42工作，电机42转动时可带动丝杆41直线运动，从而将第一囊体10第一腔体内的试剂或溶液挤出第一囊体10外。

如图1所示，在本发明的一个实施例中，嵌入式植物组织缓控释放液体的装置还包括第二囊体70，第二囊体70套设在第一囊体10的外部，第二囊体70与第一囊体10之间形成第一空间，其中，第二囊体70为带有孔洞的膜体结构。

具体来说，第二囊体70与第一囊体10之间形成第一空间，试剂或溶液由第一囊体10的出液口排出后进入第一空间内。第二囊体70为带有孔洞的膜体结构，可起到过滤的作用，其允许分子结构较小的试剂或溶液通过孔洞进入植物组织内，而阻止植物组织中分子结构较大的汁液进入第一空间内。进一步地，第二囊体70上各孔洞的孔径可根据试剂或溶液的分子量大小进行设定。

本发明实施例提供的嵌入式植物组织缓控释放液体的装置，通过在第一囊体外设置第二囊体，第二囊体为带有孔洞的膜体结构，可将目标分子量的试剂或溶液注入植物组织内，而防止植物汁液进入第二囊体内。

如图1所示，在本发明的一个实施例中，嵌入式植物组织缓控释放液体的装置还包括止回阀11，止回阀11设置在出液口。具体来说，止回阀11设置在出液口，可防止进入第一空间的试剂或溶液倒流进入第一囊体10内。

如图1所示，在本发明的一个实施例中，嵌入式植物组织缓控释放液体的装置还包括第三囊体80，第三囊体80套设在第二囊体70的外部，第三囊体80与第二囊体70之间形成第二空间，第三囊体80为网状结构。

具体来说，第三囊体80设置在第二囊体70的外部，第三囊体80为网状结构，可对第二囊体70起到保护作用，避免植物组织将第二囊体70损伤。进一步地，第三囊体80的一端设有尖端，该尖端便于将嵌入式植物组织缓控释放液体的装置嵌入至植物组织内部。

在本发明的一个实施例中，嵌入式植物组织缓控释放液体的装置还包括注液阀31，注液阀31设置在给液管30，并位于第三囊体80的外部。

具体来说，当注液阀31导通时，可将外部的试剂或溶液通过给液管30进入第一囊体10的第一腔体内。

以下以图1所示的实施例为例，详细说明本发明提供的嵌入式植物组织缓控释放液体的装置的工作原理。

试剂或溶液经过注液阀31和给液管30后，由给液管30的第一端进入第一囊体10的第一腔体，控制器50控制电机42转动，电机42带动丝杆41直线运动，从而推动活塞20向第一囊体10的出液口移动，进而将位于第一囊体10第一腔体内的试剂或溶液推出至第二囊体70和第一囊体10形成的第一空间内，试剂或溶液由第二囊体70上的孔洞进入第三囊体80与第二囊体70形成的第二空间内，并经过第三囊体80的网状结构进入植物组织内。

以下举例详细说明本发明实施例提供的嵌入式植物组织缓控释放液体的装置的试验效果。

盐胁迫是全球范围内植物的重要危害，不合理的灌溉导致土壤盐碱化持续增加，NaCl是构成植物胁迫的主要化学成分。本实验采用嵌入式植物组织缓控释放液体装置将浓度为100mmol/L的NaCl缓慢释放到玉米茎秆中，嵌入式植物组织缓控释放液体装置植入30天培养玉米茎秆中，嵌入位置为距离地面的5cm位置，观察玉米叶片的表型变化，24小时后采集玉米叶尖端5cm长度材料，采用原子吸收分光光度计检测Na⁺含量，Na⁺含量范围是60.04-72.53mmol/L，由此可知，通过嵌入式植物组织缓控释放液体装置的缓慢释放作用，在玉米茎秆导管和筛管的作用下将NaCl解离出的Na⁺运输到了叶片顶端，起到了NaCl盐处理玉米材料的作用。

本发明实施例提供的嵌入式植物组织缓控释放液体的装置，通过将该装置嵌入植物组织内施加试剂或溶液，减少了植物叶面喷施或根部浇灌等传统方法所引起的原料浪费，在给液管和注液阀的作用下，可以多次注入试剂或溶液，使嵌入式植物组织缓控释放液体的装置可持续利用，节约了生产成本。本发明实施例提供的嵌入式植物组织缓控释放液体的装置，第二囊体只允许相匹配分子量的试剂或溶液通过，避免了植物汁液大量进入第一囊体内，同时，控制器可远程控制电机转动，从而可以实现定量、定时为植物组织内部注入试剂或溶液，试剂或溶液直接注入在植物组织内部，避免了植物通过根部或叶片吸收试剂或溶液，增强了试剂或溶液的药效，促进了植物快速生长。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种嵌入式植物组织缓控释放液体的装置，其特征在于，包括：

第一囊体，所述第一囊体的一端设有出液口；

第二囊体，所述第二囊体套设在所述第一囊体的外部，所述第二囊体与所述第一囊体之间形成第一空间，其中，所述第二囊体为带有孔洞的膜体结构；

活塞，所述活塞设置在所述第一囊体中，以将所述第一囊体分隔成第一腔体和第二腔体；

给液管，所述给液管的第一端位于所述第一腔体内，所述给液管的第二端延伸至所述第一囊体的外部；

驱动组件，所述驱动组件设置在所述第二腔体内，并与所述活塞连接。

2.根据权利要求1所述的嵌入式植物组织缓控释放液体的装置，其特征在于，还包括：

隔板，所述隔板的第一端以及两个侧面与所述第一囊体的内壁连接，所述隔板的第二端与所述第一囊体设有所述出液口的内壁之间形成间隙，所述给液管设置在所述第一囊体与所述隔板之间，所述给液管的第一端位于所述间隙，所述活塞与所述隔板以及所述第一囊体的内壁接触。

3.根据权利要求2所述的嵌入式植物组织缓控释放液体的装置，其特征在于，所述驱动组件包括：

丝杆，所述丝杆的第一端与所述活塞连接，所述丝杆的第二端与电机连接；

电池，所述电池与所述电机电性连接。

4.根据权利要求3所述的嵌入式植物组织缓控释放液体的装置，其特征在于，所述驱动组件还包括：

固定架，所述固定架与所述隔板和所述第一囊体的内壁连接，所述固定架用于固定所述电机。

5.根据权利要求3所述的嵌入式植物组织缓控释放液体的装置，其特征在于，还包括：

控制器，所述控制器设置在所述第二腔体内，所述控制器与所述电池以及所述电机电性连接。

6.根据权利要求1所述的嵌入式植物组织缓控释放液体的装置，其特征在于，还包括：

止回阀，所述止回阀设置在所述出液口。

7.根据权利要求1所述的嵌入式植物组织缓控释放液体的装置，其特征在于，还包括：

第三囊体，所述第三囊体套设在所述第二囊体的外部，所述第三囊体与所述第二囊体之间形成第二空间，其中，所述第三囊体为网状结构。

8.根据权利要求7所述的嵌入式植物组织缓控释放液体的装置，其特征在于，所述第三囊体的一端设有尖端。

9.根据权利要求7所述的嵌入式植物组织缓控释放液体的装置，其特征在于，还包括：

注液阀，所述注液阀设置在所述给液管，所述注液阀位于所述第三囊体的外部。

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