CN114112480A - 一种辣椒根际分泌物收集装置及收集方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种辣椒根际分泌物收集装置，包括培养桶,培养桶内设置有培养基质和浇灌组件；培养桶包括桶身，桶身的底端固接有底板，底板为锥形且较小端位于桶身内，底板的较小端开设有通孔，通孔内设置有过滤件；培养基质包括第一培养层，第一培养层铺设于桶身内且第一培养层的顶端高于通孔，第一培养层顶端铺设有第二培养层；浇灌组件包括周向等间隔设置在第二培养层内的灌溉器，灌溉器的顶端伸出桶身，灌溉器的底端伸入第一培养层内，灌溉器的底端低于通孔。本发明可实现不扰动辣椒生长的同时获得辣椒根际土和根际分泌物，在可控条件下，在不同根系位置、不同植物生长期的动态监测分析土培辣椒的根际分泌—吸收的动态过程。

Description

一种辣椒根际分泌物收集装置及收集方法

技术领域

本发明涉及生物技术领域中的辣椒根系分泌物和根际土壤的收集采样，特别是涉及一种辣椒根际分泌物收集装置及收集方法。

背景技术

在辣椒生长过程中,根系不仅从环境中摄取养分和水分,同时也向生长介质中分泌质子,释放无机离子,溢泌或分泌大量的有机物。这些物质和根组织脱落物一起统称为根产物(rootproducts),即根分泌物。早在18～19世纪,人们(plenk1795；decandolle,1830)就观察到根系分泌物对邻近植株的促生和抑制作用。但是直到20世纪50年代人们认识到根系分泌物与促进植物生长的固氮等的互利关系时,这个领域的研究变得异常活跃,根系分泌物的性质及生物间的相生相克关系等逐渐被人们认识。传统的根际分泌物收集方法是将植物根系取出后用蒸馏水淋洗，将淋洗液作为根际分泌物，整个操作过程中，根系极易受到损伤，与此同时根系本身内含物和腐殖质等杂志会对植物本身根际分泌物造成影响，影响实验结果。

由于植物的根际分泌物，在不同的根系位置和生长环境存在差异，分泌后进入土壤环境容易受根际环境的生物和非生物因素的影响。目前现有的这些装置与植物实际的根际分泌物收集均存在不同程度的差异。想要收集辣椒根际分泌物以及根际土，就需要将根际土与非根际土区分开来，但实际区分根际与非根际较为困难，因为根系性质存在梯度变化。在一般条件下精确区分根—土界面，采集土壤样品，存在着技术上的困难。因此亟需一种辣椒根际分泌物收集装置及收集方法,以满足工作人员可以在不扰动辣椒生长的同时获得辣椒根际土和根际分泌物,在可控条件下，在不同根系位置、不同生长期的动态监测分析土培辣椒的根际分泌—吸收过程的需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种辣椒根际分泌物收集装置及收集方法，以解决上述现有技术存在的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：一种辣椒根际分泌物收集装置，包括培养桶,所述培养桶内设置有培养基质和浇灌组件；

所述培养桶包括桶身，所述桶身的底端固接有底板，所述底板为锥形且较小端位于所述桶身内，所述底板的较小端开设有通孔，所述通孔内设置有过滤件；

所述培养基质包括第一培养层，所述第一培养层铺设于所述桶身内且第一培养层的顶端高于所述通孔，所述第一培养层顶端铺设有第二培养层；

所述浇灌组件包括周向等间隔设置在所述第二培养层内的灌溉器，所述灌溉器的顶端伸出所述桶身，所述灌溉器的底端伸入所述第一培养层内，所述灌溉器的底端低于所述通孔。

优选的，所述桶身的顶端周向开设有第一安装槽，所述第一安装槽内周向等间隔设置有若干光照组件。

优选的，所述桶身的内侧壁上周向等间隔开设有若干第二安装槽，所述第二安装槽内设置有控温件，所述桶身的侧壁上还设置有温度传感器。

优选的，所述灌溉器内设置有渗水件，所述渗水件位于所述灌溉器的底端。

优选的，所述底板的底端固接有连接件，所述连接件的开口与所述通孔正对设置，且所述连接件的顶端与所述过滤件抵接，所述连接件的底端可拆卸连接有引导件。

优选的，所述引导件内盛放有培养液，所述引导件的瓶口处可拆卸连接有过渡件，所述过渡件的盛放腔内铺设有若干引流件，所述引流件与所述过滤件抵接，所述引流件的端部穿过所述过渡件后伸入所述培养液中。

优选的，所述灌溉器的外侧壁上包覆有保护层。

优选的，所述第二培养层内种植有辣椒植株，所述辣椒植株位于所述通孔的正上方，所述辣椒植株的根部伸入所述第一培养层。

优选的，所述底板的底端固接有支撑部。

一种辣椒根际分泌物收集方法,是通过以下步骤实现的:

步骤一：向培养桶内装填第一培养层至第一培养层没过通孔，将若干灌溉器竖直放置于培养桶内，若干灌溉器周向等间隔设置，灌溉器位于通孔与桶身之间，装填第二培养层；

步骤二：在第二培养层内种植辣椒种子，此时通过通孔向培养桶内提供辣椒生长所需的营养成分；

步骤三：当辣椒植株的根系穿过第一培养层且在过滤件的顶面形成水平排根面后，通过灌溉器向培养桶内提供辣椒生长所需的营养成分，不再通过通孔向培养桶内提供辣椒生长所需的营养成分；

步骤四：根际土的采集：向空置的容器内填装培养土，并将容器的开口与通孔连通，此时培养土的顶面与过滤件抵接，待到规定收集时间后，取下容器，取容器瓶口处3-5mm深的培养土，以备根际分泌物和根际土中矿质营养元素的分析；

根际分泌物的采集：使无菌滤纸的顶面与过滤件抵接，辣椒植株根系所分泌的分泌物被滤纸所吸收，待到规定收集时间后，取出滤纸，再置于离心管中，加入甲醇浸提，离心，取上清液浓缩干燥，所获干燥物即为根系分泌物，冻存备用。

本发明公开了以下技术效果：

1、本发明适用于土壤栽培条件下辣椒根际分泌—吸收过程的研究，可不扰动辣椒生长的同时获得辣椒根际土和根际分泌物，更能接近自然条件下观察辣椒的根际环境。

2、本发明在保证辣椒正常生长的前提下，不扰动辣椒根系生长、不破坏辣椒根际环境，避免了传统根际土获取方法造成的辣椒根系损伤流液，影响根际分泌物与根际土的采集。

3、本发明实现了在可控条件下，在不同生长期动态监测根际分泌物,准确分析土培辣椒的根际分泌—吸收的动态过程。

本发明根据辣椒根部主根不发达，须根发达的特性，将收集根际土以及根际分泌物的通孔设置于桶身的底部，同时在培养初期通过通孔向培养桶内提供辣椒生长所必须的营养成分,使辣椒的根部向通孔方向生长,辣椒的根部生长至过滤件上方时,被过滤件阻挡,在过滤件顶面形成水平排根面；水平排根面位于第一培养层内，第一培养层可以减少第二培养层对辣椒根际分泌物的吸收；在重力的作用下，辣椒根际分泌物会穿过过滤件，第一培养层被过滤件阻隔不会落下；工作人员将无菌滤纸置于过滤件的下方并与过滤件接触，采集辣椒根据分泌物；工作人员将盛放有培养土的容器放置于过滤件下方并使培养土与过滤件接触，采集辣椒根际土；本发明将底板设置为锥形，灌溉器的底端插入到第一培养层中，同时灌溉器的底端低于通孔，可以减小营养液对辣椒根际土以及辣椒根际分泌物采集的干扰。

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为本发明中辣椒根际分泌物收集装置的主视图；

图2为图1中A处的局部放大图；

图3为本发明中培养桶的俯视图；

图4为本发明种引导件的结构示意图；

图5为本发明中通孔处的结构示意图；

图6为实施例4中渗水壳体的结构示意图；

其中，1、桶身；2、底板；3、通孔；4、第一培养层；5、第二培养层；6、灌溉器；7、光照组件；8、控温件；9、温度传感器；10、渗水件；11、连接件；12、过滤件；13、引导件；14、过渡件；15、引流件；16、保护层；17、辣椒植株；18、支撑部；19、渗水壳体；20、渗水海绵；21、第一渗水孔；22、第一固定环；23、第二固定环；24、卡爪。

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。

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1

参照图1-5，本实施例提供一种辣椒根际分泌物收集装置，包括培养桶,培养桶内设置有培养基质和浇灌组件；

培养桶包括桶身1，桶身1的底端固接有底板2，底板2为锥形且较小端位于桶身1内，底板2的较小端开设有通孔3，通孔3内设置有过滤件12；

培养基质包括第一培养层4，第一培养层4铺设于桶身1内且第一培养层4的顶端高于通孔3，第一培养层4顶端铺设有第二培养层5；

浇灌组件包括周向等间隔设置在第二培养层5内的灌溉器6，灌溉器6的顶端伸出桶身1，灌溉器6的底端伸入第一培养层4内，灌溉器6的底端低于通孔3。

本装置中培养桶的材质优选为透明材质，第一培养层4的材质优选为石英砂，石英砂粒径小于1mm，第二培养层5的材质优选为沙壤土，过滤件12优选为300目的尼龙网,灌溉器6为玻璃管；依据辣椒根部主根不发达，须根发达的特性，将收集根际土以及根际分泌物的通孔3设置于桶身1的底部，同时在培养初期通过通孔3向培养桶内提供辣椒生长所必须的营养成分,使辣椒的根部向通孔3方向生长,辣椒的根部生长至过滤件12上方时,被过滤件12阻挡,辣椒根系沿过滤件12生长形成水平排根面；水平排根面位于第一培养层4内，第一培养层4可以减少第二培养层5对辣椒根际分泌物的吸收；因为重力的作用，辣椒根际分泌物会落在过滤件12上并穿过过滤件12，第一培养层4的砂石被过滤件12阻隔不会落下；工作人员将无菌滤纸置于过滤件12的下方并与过滤件12接触，采集辣椒根际分泌物；工作人员将盛放有培养土的容器放置于过滤件12下方并使培养土与过滤件12接触，采集辣椒根际土。

本装置将底板设置为锥形，浇灌组件的底端插入到第一培养层中，同时浇灌组件的底端低于通孔，可以减小营养液对辣椒根际土以及辣椒根际分泌物采集的干扰。

参照图5，底板2底面设置有第一固定环22，第一固定环22上周向等间隔固接有若干卡爪24，卡爪24竖直设置，第一固定环22通过卡爪24卡接有第二固定环23，第一固定环22与第二固定环23的环口均与通孔3正对设置，第一固定环22与第二固定环23分别与底板2的底面与顶面抵接，第一固定环22与第二固定环23之间留有间隙，过滤件12设置于间隙内；第一固定环22与第二固定环23的的孔径相等且小于通孔3的内径。

进一步优化方案，底板2的外缘处周向等间隔开设有若干渗透孔,渗透孔与外界环境连通。

进一步优化方案，桶身1的顶端周向开设有第一安装槽，第一安装槽内周向等间隔设置有若干光照组件7。光照组件7的光照部位正对桶身1的中心位置，在光照条件不足的夜间，打开光照组件7，为辣椒提供充足的光照，提高辣椒的生长速度。

进一步优化方案，桶身1的内侧壁上周向等间隔开设有若干第二安装槽，第二安装槽内设置有控温件8，桶身1的侧壁上还设置有温度传感器9。温度传感器9与控温件8均与外部控制系统电性连接，温度传感器9监测培养桶内的温度并将数据实时传递给外部控制系统，外部控制系统通过控温件调节培养桶内的温度，使培养桶内的温度始终处于适合辣椒生长的温度范围，进一步增加辣椒的生长速度。

进一步优化方案，灌溉器6内设置有渗水件10，渗水件10位于灌溉器6的底端。渗水件10的材质优选为脱脂棉,当灌溉器6内加入营养液后，渗水件10可以使营养液缓慢渗透到第一培养层4中，而不会直接全部流入到第一培养层4中，避免营养液浪费，同时避免培养桶内营养液积存过多影响辣椒生长以及影响辣椒根际分泌物的收集。

进一步优化方案，底板2的底端固接有连接件11，连接件11的开口与通孔3正对设置，且连接件11的顶端与过滤件12抵接，连接件11的底端可拆卸连接有引导件13。培养初期，通过引导件13向桶身1内提供辣椒生长所需的营养成分，工作人员也可以按时按量向过滤件12的底部涂抹培养液，提供辣椒生长所需的营养成分。

进一步优化方案，引导件13内盛放有培养液，引导件13上可拆卸连接有过渡件14，过渡件14的盛放腔内铺设有若干引流件15，引流件15与过滤件12抵接，引流件15的端部穿过过渡件14后伸入培养液中。引导件13优选为窄口瓶,过渡件14为滤网,引流件15为棉线,引导件13内盛放有培养液,引流件15的一端穿过过渡件14后伸入引导件13内的培养液中,引导件13中的培养液通过引流件15渗透到过滤件12上，在通过过滤件12渗透到第一培养层4中,对辣椒根部起引导作用,使辣椒根部形成水平排根面。

进一步优化方案，灌溉器6的外侧壁上包覆有保护层16。保护层16优选为棉布,保护层16可以保护灌溉器6，避免灌溉器6与第一培养层4硬性接触导致灌溉器6破损。

进一步优化方案，第二培养层5内种植有辣椒植株17，辣椒植株17位于通孔3的正上方，辣椒植株17的根部伸入第一培养层4。

进一步优化方案，底板2的底端固接有支撑部18。支撑部18为若干周向等间隔固接在底板2上的支腿；支撑部18对培养桶其支撑作用，方便辣椒根际分泌物的采集。

一种辣椒根际分泌物收集方法,是通过以下步骤实现的:

步骤一：向培养桶内装填第一培养层4至第一培养层4没过通孔3，将若干灌溉器6竖直放置于培养桶内，若干灌溉器6周向等间隔设置，灌溉器6位于通孔3与桶身1之间，装填第二培养层5；

步骤二：在第二培养层5内种植辣椒种子，并将引导件13安装在连接件11的底端，使引流件15与过滤件12抵接；在培养过程中，使培养桶内温度保持25-30℃；辣椒种子发芽后，使培养桶内温度保持白天23－28℃，夜间18-23℃，同时在夜间开启光照组件，使辣椒的嫩芽保持足够的光照；在辣椒的嫩芽生长成辣椒植株17的过程中，不断向引导件13内添加培养液；

步骤三：当辣椒植株17的根系穿过第一培养层4且在过滤件12的顶面形成水平排根面后，将引导件13拆卸下来并清空引导件13，此时向灌溉器6内添加营养液；

步骤四：根际土的采集：用无菌滤纸将过滤件12残留的培养液吸附后取走无菌滤纸，向空置的引导件13内填装培养土，并将引导件13安装在连接件11上，安装完成后培养土的顶面与过滤件12抵接，待到规定收集时间后，取下引导件13，取引导件13瓶口处3-5mm深的培养土，以备根际分泌物和根际土中矿质营养元素的分析；

根际分泌物的采集：用无菌滤纸将过滤件12上残留的培养液吸附后取走无菌滤纸，更换新的无菌滤纸并使无菌滤纸的顶面与过滤件12抵接，辣椒植株17根系所分泌的分泌物被滤纸所吸收，待到规定收集时间后，取出滤纸，再置于离心管中，加入甲醇浸提，离心，取上清液浓缩干燥，所获干燥物即为根系分泌物，冻存备用。

实施例2

与实施例1的不同之处在于，本实施例中将灌溉器6替换为PVC塑料管，PVC塑料管的底端封闭，PVC塑料管的侧壁上开设有若干微型渗水孔，营养液加入到PVC塑料管内后，首先向保护层16渗透，然后通过保护层16渗透至第二培养层5内。

实施例3

与实施例1、2的不同之处在于，本实施例中过滤件12采用18目的尼龙网，第一培养层4的砂石粒径为大于1mm小于2mm，辣椒植株17的须根穿过过滤件12形成水平排根面，此时在采集辣椒根际分泌物时，无菌滤纸与辣椒根部直接接触，采集更加方便。

实施例4

与实施例1、2、3的不同之处在于，本实施例中灌溉器6的底端固接有渗水壳体19，渗水壳体19的内腔与灌溉器6连通，渗水壳体19的上半部分位于第二培养层5内，下半部分位于第一培养层4内，渗水壳体19的内腔填充有渗水海绵20，渗水壳体19的侧壁上周向开设有若干第一渗水孔21，向灌溉器6内加入营养液，营养液首先进入渗水壳体19内并被渗水海绵20吸收，然后通过第一渗水孔21渗透进入第一培养层4以及第二培养层5内，渗透效果更好。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种辣椒根际分泌物收集装置，其特征在于：包括培养桶,所述培养桶内设置有培养基质和浇灌组件；

所述培养桶包括桶身(1)，所述桶身(1)的底端固接有底板(2)，所述底板(2)为锥形且较小端位于所述桶身(1)内，所述底板(2)的较小端开设有通孔(3)，所述通孔(3)内设置有过滤件(12)；

所述培养基质包括第一培养层(4)，所述第一培养层(4)铺设于所述桶身(1)内且第一培养层(4)的顶端高于所述通孔(3)，所述第一培养层(4)顶端铺设有第二培养层(5)；

所述浇灌组件包括周向等间隔设置在所述第二培养层(5)内的灌溉器(6)，所述灌溉器(6)的顶端伸出所述桶身(1)，所述灌溉器(6)的底端伸入所述第一培养层(4)内，所述灌溉器(6)的底端低于所述通孔(3)。

2.根据权利要求1所述的一种辣椒根际分泌物收集装置，其特征在于：所述桶身(1)的顶端周向开设有第一安装槽，所述第一安装槽内周向等间隔设置有若干光照组件(7)。

3.根据权利要求1所述的一种辣椒根际分泌物收集装置，其特征在于：所述桶身(1)的内侧壁上周向等间隔开设有若干第二安装槽，所述第二安装槽内设置有控温件(8)，所述桶身(1)的侧壁上还设置有温度传感器(9)，所述温度传感器(9)与所述控温件(8)均与外部控制系统电性连接。

4.根据权利要求1所述的一种辣椒根际分泌物收集装置，其特征在于：所述灌溉器(6)内设置有渗水件(10)，所述渗水件(10)位于所述灌溉器(6)的底端。

5.根据权利要求1所述的一种辣椒根际分泌物收集装置，其特征在于：所述底板(2)的底端固接有连接件(11)，所述连接件(11)的开口与所述通孔(3)正对设置，且所述连接件(11)的顶端与所述过滤件(12)抵接，所述连接件(11)的底端可拆卸连接有引导件(13)。

6.根据权利要求5所述的一种辣椒根际分泌物收集装置，其特征在于：所述引导件(13)内盛放有培养液，所述引导件(13)的瓶口处可拆卸连接有过渡件(14)，所述过渡件(14)的盛放腔内铺设有若干引流件(15)，所述引流件(15)与所述过滤件(12)抵接，所述引流件(15)的端部穿过所述过渡件(14)后伸入所述培养液中。

7.根据权利要求1所述的一种辣椒根际分泌物收集装置，其特征在于：所述灌溉器(6)的外侧壁上包覆有保护层(16)。

8.根据权利要求1所述的一种辣椒根际分泌物收集装置，其特征在于：所述第二培养层(5)内种植有辣椒植株(17)，所述辣椒植株(17)位于所述通孔(3)的正上方，所述辣椒植株(17)的根部伸入所述第一培养层(4)。

9.根据权利要求1所述的一种辣椒根际分泌物收集装置，其特征在于：所述底板(2)的底端固接有支撑部(18)。

10.一种辣椒根际分泌物收集方法,基于权利要求1-9所述的一种辣椒根际分泌物收集装置,其特征在于是通过以下步骤实现的:

步骤一：向培养桶内装填第一培养层(4)至第一培养层(4)没过通孔(3)，将若干灌溉器(6)竖直放置于培养桶内，若干灌溉器(6)周向等间隔设置，灌溉器(6)位于通孔(3)与桶身(1)之间，装填第二培养层(5)；

步骤二：在第二培养层(5)内种植辣椒种子，此时通过通孔(3)向培养桶内提供辣椒生长所需的营养成分；

步骤三：当辣椒植株(17)的根系穿过第一培养层(4)且在过滤件(12)的顶面形成水平排根面后，通过灌溉器(6)向培养桶内提供辣椒生长所需的营养成分，不再通过通孔(3)向培养桶内提供辣椒生长所需的营养成分；

步骤四：根际土的采集：向空置的容器内填装培养土，并将容器的开口与通孔(3)连通，此时培养土的顶面与过滤件抵接，待到规定收集时间后，取下容器，取容器瓶口处3-5mm深的培养土，以备根际分泌物和根际土中矿质营养元素的分析；

根际分泌物的采集：使无菌滤纸的顶面与过滤件(12)抵接，辣椒植株(17)根系所分泌的分泌物被滤纸所吸收，待到规定收集时间后，取出滤纸，再置于离心管中，加入甲醇浸提，离心，取上清液浓缩干燥，所获干燥物即为根系分泌物，冻存备用。

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