CN204272853U - 一种用于研究根系应对局部间歇脉冲供养环境的试验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种用于研究根系应对局部间歇脉冲供养环境的试验装置，包括至少一个植苗装置和处理液自动喷灌系统，所述植苗装置包含一个作为盆栽容器的圆形容器，所述圆形容器中心设有一个用于苗木栽植的圆柱筒，所述圆柱筒外侧与圆形容器内侧之间通过若干竖直隔层均匀分隔成若干个用于放置不同养分处理斑块的扇形区域，所述圆柱筒和竖直隔层均为网眼布满琼脂的玻璃纤维网。本实用新型全面系统，自动化操作，利用该试验装置可模拟自然环境中土壤养分间歇脉冲特性，研究植物根系如何利用形态学、生理学响应策略应对自然土壤中的局部间歇脉冲供养环境。
Description
技术领域
本实用新型涉及局部间歇脉冲养分条件下植物根系养分吸收行为的研究领域，主要涉及植物根系对有效养分的寻觅行为研究，具体是一种用于研究根系应对局部间歇脉冲供养环境的试验装置。
背景技术
植物可利用的土壤资源，如矿质养分、水分等在不同时空尺度上的分布通常呈现较大的异质性。土壤养分斑块模式在自然界中广泛存在，是植物生存环境本身的一个重要属性。养分分布异质性是作为有机输入及其后微生物分解的结果出现的。土壤养分资源异质性产生的原因包括地形地貌、微地形因素、母岩矿物学特性、土壤动物和微生物活动、树干流、根系吸收及周转、降雨、干扰因子如林火以及营林措施的影响等。其中，降雨是导致土壤有效养分异质性的重要因素之一。一方面，降雨淋溶可附着林冠及植物体溶解出来的各种养分物质，由于淋溶出来的养分都是水溶性的，无需要经过复杂的分解过程可以被植物直接吸收，降雨淋溶的林内雨及树干茎流渗入土壤后成为可利用的有效养分。然而，因降雨量、林木地上营养器官（叶、枝、干、皮、果等）所含各种养分物质量及其可溶程度等不均造成土壤养分的异质性。另一方面，降雨径流可使土壤中异质分布的有效养分垂直向下迁移至植物根系活动层，供植物吸收利用。由于降雨是间歇式发生的，林内雨、树干茎流及降雨径流的产生也均是间歇式的，最终导致土壤有效养分呈现明显的间歇脉冲特性。
大量研究表明：植物根系为适应土壤养分的异质性格局，以最大限度地获取土壤有效资源，植物根系在长期进化过程中对养分空间异质性形成了相应的适应机制，包括形态可塑性、生理可塑性、菌根可塑性等。但目前在植物对养分异质性的可塑性研究中忽略了土壤有效养分的间歇脉冲特性。然而，森林土壤有效养分的间歇脉冲特性对植物吸收养分行为具有不可忽视的影响，在养分间歇脉冲条件下植物根系是否同样存在可塑性反应？反应策略又有何不同？可见，为更接近自然界的真实情况，研究植物根系对局部养分间歇脉冲特性的可塑性反应，对于研究自然界中植物对有效养分的吸收行为具重要理论及实践意义。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种用于研究根系应对局部间歇脉冲供养环境的试验装置，全面系统，自动化操作，利用该试验装置可模拟自然环境中土壤养分间歇脉冲特性，研究植物根系如何利用形态学、生理学响应策略应对自然土壤中的局部间歇脉冲供养环境。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种用于研究根系应对局部间歇脉冲供养环境的试验装置，包括至少一个植苗装置和处理液自动喷灌系统，所述植苗装置包含一个作为盆栽容器的圆形容器，所述圆形容器中心设有一个用于苗木栽植的圆柱筒，所述圆柱筒外侧与圆形容器内侧之间通过若干竖直隔层均匀分隔成若干个用于放置不同养分处理斑块的扇形区域，所述圆柱筒和竖直隔层均为网眼布满琼脂的玻璃纤维网。
优选的，所述处理液自动喷灌系统包含定时控制器、潜水泵、贮液瓶、导水管及喷头，所述定时控制器控制潜水泵将贮液瓶中的处理液输送到导水管，所述喷头将导水管内的处理液浇灌于任一扇形区域的养分处理斑块上。
优选的，所述处理液自动喷灌系统还包含伸缩控制阀，所述定时控制器通过伸缩控制阀控制与喷头连接的导水管使喷头由外围转移至养分处理斑块正上方、苗木枝叶下方。
优选的，所述喷头的形状与养分处理斑块的形状吻合，以保证处理液的均匀浇灌。
优选的，所述圆柱筒外侧与圆形容器内侧之间通过四个竖直隔层均匀隔离出四个扇形区域。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：该试验装置全面系统，自动化操作，节省人工成本，提高工作效率，可实现大批量样本的试验操作，同时可较为准确、全面地模拟自然环境中土壤养分间歇脉冲特性，研究根系如何启动形态生理学响应策略以应对间歇脉冲式的供养环境，最大限度地获取土壤有效资源。
附图说明
图1为本实用新型一实施例的构造示意图。
图2为本实用新型另一实施例的构造示意图。
图中标号说明：1-圆柱筒，2-圆形容器，3-竖直隔层，4-扇形区域，5-定时控制器，6-第一电线，7-第二电线，8-潜水泵，9-伸缩控制阀，10-贮液瓶，11-导水管，12-喷头，13-喷管，a-第一植苗装置，b-第二植苗装置，c-第三植苗装置。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将通过研究杉木根系在磷（P）养分局部间歇脉冲供应条件下的觅养行为研究的具体实施例和相关附图，对本实用新型作进一步详细说明。
如图1~2所示，一种用于研究根系应对局部间歇脉冲供养环境的试验装置，包括至少一个植苗装置和处理液自动喷灌系统，所述植苗装置包含一个作为盆栽容器的圆形容器2，所述圆形容器2中心设有一个用于苗木栽植的圆柱筒1，所述圆柱筒1外侧与圆形容器2内侧之间通过若干竖直隔层3均匀分隔成若干个用于放置不同养分处理斑块的扇形区域4，所述圆柱筒1和竖直隔层3均为网眼布满琼脂的玻璃纤维网。
在本实用新型一实施例中，所述圆柱筒1外侧与圆形容器2内侧之间通过四个竖直隔层3均匀隔离出四个扇形区域4，以放置不同养分处理斑块。
在本实用新型一实施例中，所述处理液自动喷灌系统包含定时控制器5、潜水泵8、贮液瓶10、导水管11及喷头12，以进行处理液脉冲式的供给方式；所述定时控制器5通过第一电线6与潜水泵8电性连接，所述定时控制器5控制潜水泵8在设定周期内将贮液瓶10中的处理液输送到导水管11，所述喷头12将导水管11内的处理液浇灌于任一扇形区域4的养分处理斑块上。
在本实用新型一实施例中，所述处理液自动喷灌系统还包含伸缩控制阀9，所述定时控制器5通过第二电线7与伸缩控制阀9电性连接，所述定时控制器5通过伸缩控制阀9控制与喷头12连接的导水管使喷头12由外围转移至养分处理斑块正上方、苗木枝叶下方以进行处理液喷灌，避免喷头12处于苗木正上方以限制苗木生长空间，同时减少因枝叶拦截造成的斑块处理液损耗。
在本实用新型一实施例中，所述喷头12的形状与养分处理斑块的形状吻合，即均为扇形，以保证处理液的均匀浇灌。另外，通过调节喷头12的喷管13大小，可以控制处理液的浇灌量，由此做到定时定量自动化浇灌。
制作时：先在圆形容器2中央用一张玻璃纤维网隔离出一个同心的圆柱筒1，再用若干张玻璃纤维网在二者之间隔离出若干个大小均一的扇形区域4。以上所述的玻璃纤维网利用液态琼脂涂抹均匀，待液态琼脂冷却凝固后可布满玻璃纤维网的网眼，以达到阻隔苗木栽植区与养分处理斑块之间、各养分处理斑块之间养分流动的目的，同时植物根系又可顺利穿过玻璃纤维网。
如图2所示，下面提供一种采用上述试验装置的试验方法，按以下步骤进行：
（1）提供预定数量的如上所述的试验装置，并将其分成若干批；
（2）在植苗装置的每个扇形区域4内均放置无养分供应的培养基质，并将植物苗木移植于圆柱筒1内；
（3）在预定周期内，随机选择植苗装置中任意数量的扇形区域4并利用处理液自动喷灌系统进行处理液喷灌；
（4）定期取出一批试验装置，对该批各个植苗装置的扇形区域4内的根系进行形态生理学指标测定，以观测根系应对局部养分间歇脉冲特性的能力及生长状态；
（5）记录不同批次的各个植苗装置的扇形区域4内根系的分布及生长情况。
在本实用新型另一实施例中，步骤（1）中的试验装置包括三个植苗装置，分别为第一植苗装置a、第二植苗装置b和第三植苗装置c。
在本实用新型另一实施例中，步骤（3）中的预定周期为一周一次，但并不局限于此；利用处理液自动喷灌系统对第一植苗装置a中随机选择的一个扇形区域4、第二植苗装置b中随机选择的两个扇形区域4，第三植苗装置c中选择的四个扇形区域4进行养分斑块处理，例如进行30 mg/kg的含P营养液喷灌。另外，可通过定时控制器5的设定及喷管13孔径设计确保每个养分处理斑块的喷灌量为50ml/次。
在本实用新型另一实施例中，步骤（4）中的形态生理学指标测定的方法是通过数字化扫描仪扫描各根系图像，应用图像分析软件对各扇形区域4生长的根系进行定量分析；并利用气相色谱仪等相应仪器设备对各扇形区域4生长根系的生理指标（如内源激素、有机酸等）进行定量分析。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型的涵盖范围。
Claims (5)
1.一种用于研究根系应对局部间歇脉冲供养环境的试验装置，包括至少一个植苗装置和处理液自动喷灌系统，其特征在于：所述植苗装置包含一个作为盆栽容器的圆形容器，所述圆形容器中心设有一个用于苗木栽植的圆柱筒，所述圆柱筒外侧与圆形容器内侧之间通过若干竖直隔层均匀分隔成若干个用于放置不同养分处理斑块的扇形区域，所述圆柱筒和竖直隔层均为网眼布满琼脂的玻璃纤维网。
2.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于：所述处理液自动喷灌系统包含定时控制器、潜水泵、贮液瓶、导水管及喷头，所述定时控制器控制潜水泵将贮液瓶中的处理液输送到导水管，所述喷头将导水管内的处理液浇灌于任一扇形区域的养分处理斑块上。
3.根据权利要求2所述的试验装置，其特征在于：所述处理液自动喷灌系统还包含伸缩控制阀，所述定时控制器通过伸缩控制阀控制与喷头连接的导水管使喷头由外围转移至养分处理斑块正上方、苗木枝叶下方。
4. 根据权利要求2所述的试验装置，其特征在于：所述喷头的形状与养分处理斑块的形状吻合，以保证处理液的均匀浇灌。
5. 根据权利要求1、2、3或4所述的试验装置，其特征在于：所述圆柱筒外侧与圆形容器内侧之间通过四个竖直隔层均匀隔离出四个扇形区域。
Priority Applications (1)
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| CN201420725225.9U CN204272853U (zh) | 2014-11-27 | 2014-11-27 | 一种用于研究根系应对局部间歇脉冲供养环境的试验装置 |
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| CN201420725225.9U CN204272853U (zh) | 2014-11-27 | 2014-11-27 | 一种用于研究根系应对局部间歇脉冲供养环境的试验装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN104429854A (zh) * | 2014-11-27 | 2015-03-25 | 福建农林大学 | 研究根系应对局部间歇脉冲供养环境的试验装置及方法 |
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- 2014-11-27 CN CN201420725225.9U patent/CN204272853U/zh active Active
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