CN208805375U - 一种集成根际土壤取样和根系分泌物收集的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种集成根际土壤取样和根系分泌物收集的装置。所述装置包括依次并排设置的根际土壤取样机构、根箱生长室和根系分泌物培养箱、夹设于所述根箱生长室与所述根际土壤取样机构之间的第一尼龙网隔层、夹设于所述根箱生长室和所述根系分泌物培养箱之间且下部具有多个通孔的隔板、与所述隔板连接且覆盖所述通孔的薄膜及与所述根系分泌物培养箱连通的根系分泌物收集机构。本实用新型提供的装置将根际土壤样品取样和根系分泌物收集集成在一起，且具有模拟试验研究结果更加准确的优点。
Description
【技术领域】
本实用新型涉及生物技术领域中的根际研究领域，尤其涉及一种集成根际土壤取样和根系分泌物收集的装置。
【背景技术】
作为植物根系生长最直接的土壤环境，有关根际的研究目前受到越来越多的重视。进行根际研究，首先要准确获取根际土壤样品或根系分泌物，但是由于根系处于土壤环境中，而且根际区域非常微小，精确区分根－土界面并进行土壤样品或根系分泌物的采集技术均在存着一定的难度。
对于根际土壤的取样方法，已有较多研究。传统的方法仍以抖动分离法为主，这种方法由于受到土壤类型、湿度以及植物根系种类等条件的影响响，其取样的范围很难控制，在取样精确度方面存在很大的缺陷，而且取样时间长，并且容易造成部分根系组织的残留，从而影响到根际土壤养分转化和微生物特征的分析测定，导致研究结果缺乏准确性。另外，由于没有办法对距根不同层次的土壤进行区分，根际过程的距离梯度效应也无法进行研究。也有人采用冷却切片法，然此法切片厚度不易控制，且切片时会对土体产生挤压变形，同时速冻过程会改变土体中的养分状况及微生物活性。
根系分泌物的收集目前广泛采用的有溶液收集、基质培养收集或土培收集等方法，但是现行的收集方法都存在着各种不足，例如，虽然溶液收集法的操作比较容易，但是植物尤其是旱生植物在溶液中生长，和真实生长环境的差异很大，对根的生长没有机械阻力，且根系长期浸泡于水中容易缺氧烂根，收集的分泌物与实际情况有很大的出入；而基质培养收集如砂培收集法能够保证植物的透气性，也有较大的机械阻力，但是在培养过程中容易滋生青苔，污染培养系统，收集的分泌物难保其准确性；土培法最能真实体现植物根系分泌物在土壤中的分泌情况，但是土壤本身就是一种内含物极其复杂的物质，其收集到的物质含有大量原土壤所含的物质，不易区分原土含物与根系分泌物，且分泌物受到土壤微生物利用后产生更多更复杂的次生代谢物，结果与真实根系分泌物情况差异更大。
现有技术未能提供一种能同时准确获取根际土壤样品和收集根系分泌物的装置，因此，实有必要提供一种集成集成根际土壤取样和根系分泌物收集的装置以解决现有根际土壤取样和根系分泌物收集存在的技术问题。
【实用新型内容】
本实用新型的目的是克服上述技术问题，提供一种将根际土壤样品取样和根系分泌物的收集集成在一起的装置，且具有模拟试验研究结果更加准确的优点。
为了实现上述目的，本实用新型提供一种集成根际土壤取样和根系分泌物收集的装置，其包括依次并排设置的根际土壤取样机构、根箱生长室和根系分泌物培养箱、夹设于所述根箱生长室与所述根际土壤取样机构之间的第一尼龙网隔层、夹设于所述根箱生长室与所述根系分泌物培养箱之间且下部具有多个通孔的隔板、与所述隔板连接且覆盖所述通孔的薄膜及与所述根系分泌物培养箱连通的根系分泌物收集机构；
所述根系分泌物培养箱包括位于上部的第一箱体、位于下部的第二箱体及夹设于第一箱体和第二箱体之间的第二尼龙网隔层，所述第一箱体内用于装土壤，第二箱体内用于装石英砂；
所述根系分泌物收集机构包括洗脱液瓶、吸附柱、一端与所述洗脱液瓶连接另一端与所述第二箱体上端连接的进液管、一端与所述第二箱体底部连接另一端与所述吸附柱连接的出液管、与所述吸附柱通过管线连通的回收瓶及设置于所述出液管远离所述吸附柱的一端的滤膜。
优选地，所述第一尼龙网隔层与水平面垂直设置，且所述隔板倾斜设置，自上而下所述隔板与所述第一尼龙网隔层之间的距离逐渐减小。
优选地，所述隔板的倾斜角度为40°～60°。
优选地，所述隔板的倾斜角度为45°。
优选地，所述根际土壤取样机构包括用于盛放土壤且两端开口的取样室壳体及部分收容于所述取样室壳体内的推土器，所述取样室壳体的外壁设置有毫米刻度，所述推土器能够沿所述毫米刻度的排列方向往复运动。
优选地，所述推土器包括封闭所述取样室壳体远离所述根箱生长室的开口的主体部及自所述主体部向远离所述根箱生长室一端延伸的推送部。
优选地，所述取样室壳体远离所述根箱生长室的一端的内壁设置有多组软胶凸起部，多组所述软胶凸起部沿所述毫米刻度的排列方向均匀间隔设置。
优选地，所述根箱生长室内安装有具有多个定植孔的定植板，所述第二尼龙网隔层与所述定植板位于同一水平高度。
优选地，所述出液管的数量为多个，每个所述出液管均包括第一端和第二端，多个所述出液管的第一端分别连接于所述第二箱体的底部的不同位置。
优选地，所述吸附柱的数量为多个且串联设置，多个所述吸附柱用于吸附不同活性物质，多个所述出液管的第二端均与串联设置的多个吸附柱中的第一个吸附柱连接。
与相关技术相比，本实用新型提供的集成根际土壤取样和根系分泌物收集的装置具有以下有益效果：
一、该装置将根际土壤取样和根系分泌物收集集成为一体，根系分泌物培养箱能较真实的模拟植物根系分泌物在土壤中的分泌物情况，使得模拟试验结果更加准确。
二、隔板倾斜设置，有利于根系的正常生长和水分的渗透。
三、根际土壤取样机构包括用于盛放土壤且两端开口的取样室壳体及部分收容于所述取样室壳体内的推土器，取样室壳体的外壁设置有毫米刻度，通过推土器将取样室壳体内的慢慢推出，能够获取距离根系不同位置的根际土壤进行研究，解决了根际微域研究中土样采集的技术难题，保证了模拟试验结果的准确性。
四、通过在取样室壳体的内壁设置多组软胶凸起部增加推土器的推动阻力，有利于控制推土器推出土壤的速度。
五、吸附柱的数量为多个，且串联设置，可通过不同的吸附柱吸附不同的活性物质，以区分根系分泌物。
【附图说明】
为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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它的附图，其中：
图1为本实用新型提供的集成根际土壤取样和根系分泌物收集的装置一较佳实施例的结构示意图；
图2为图1所示集成根际土壤取样和根系分泌物收集的装置中部分结构的立体结构示意图。
【具体实施方式】
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
本实用新型实施例提供了一种集成根际土壤取样和根系分泌物收集的装置，通过该装置不但可以准确获取根际土壤样品，而且还能收集根系分泌物进行实验研究，且具有模拟试验研究结果更加准确的优点。
如图1和图2所示，所述集成根际土壤取样和根系分泌物收集的装置 100包括根箱生长室10、根际土壤取样机构20、第一尼龙网隔层30、根系分泌物培养箱40、具有多个通孔50的隔板60、覆盖所述通孔50的薄膜 70及根系分泌物收集机构90。所述根箱生长室10、根际土壤取样机构20 和所述根系分泌物培养箱40并排设置，且所述根箱生长室10位于所述根际土壤取样机构20和所述根系分泌物培养箱40之间。在图1和图2的视角，所述根际土壤取样机构20位于所述根箱生长室10左侧，所述根系分泌物培养箱40位于所述根箱生长室10右侧。所述第一尼龙网隔层30夹设于所述根箱生长室10与所述根际土壤取样机构20之间用于分隔形成根箱生长室10和根际土壤取样机构20，所述隔板60夹设于所述根箱生长室10和所述根系分泌物培养箱40之间用于分隔形成根箱生长室10和根系分泌物培养箱40，所述通孔50开设于所述隔板60的下部。所述根系分泌物收集机构90用于收集所述根系分泌物培养箱40的根系分泌物。
所述根箱生长室10包括底板11、自所述底板11两侧分别延伸的两个侧板13及开设于所述底板11的第一排水孔15。所述底板11为矩形板，两个侧板13相互平行且形状相同，均呈直角梯形。在本实施例中，所述底板11和所述侧板13均采用透明的有机玻璃制成。第一排水孔15的孔径为 6～8mm。
为方便植物的种植，优选的，所述根箱生长室10内安装有具有多个定植孔11A的定植板17，每株植物种植于定植孔17A内，且植物的根系位于定植孔17A内的下部分。
所述根际土壤取样机构20包括两端开口的取样室壳体21、部分收容于所述取样室壳体21内的推土器23及设置于所述取样室壳体21的外壁的毫米刻度。所述推土器23能够沿毫米刻度的排列方向往复移动，在图1 的视角，即能够左右移动，用于将取样室壳体21内的土壤慢慢推出取样室壳体21。通过设置毫米刻度，可以将取样室壳体21内的土壤准确推出，若要将跟离根垫0～4mm的土壤作为根际土壤样品，则直接根据毫米刻度将推土器23向右推4mm即得到。
优选地，所述取样室壳体21远离所述根箱生长室10的一端的内壁设置有多组软胶凸起部211，多组所述软胶凸起部211沿所述根际土壤取样机构20至所述根箱生长室10的方向均匀间隔设置。通过在取样室壳体21 的内壁设置多组软胶凸起部211以增加推土器的推动阻力，有利于控制推土器23推出土壤的速度。在本实施例中，所述取样室壳体21的底壁还设置第二排水孔213，第二排水孔213的孔径为6～8mm。
所述推土器23包括封闭所述取样室壳体21远离所述根箱生长室10 的开口的主体部231及自所述主体部231向远离所述根箱生长室10一端延伸的推送部233。所述主体部231的大小和取样室壳体21的开口大小是相同的，即主体部231的外周缘与取样室壳体21的内壁是抵接的。
在本实施例中，所述取样室壳体21和所述推土器23均采用透明的有机玻璃制成。在其他实施例中，所述推土器23也可以为黑色的或彩色的。
所述第一尼龙网隔层30夹设于所述根箱生长室10与所述根际土壤取样机构20之间，用于将种植于根箱生长室10内的苗木的根系的生长限制在根箱生长室10内，在第一尼龙网隔层30的右侧聚集形成致密的根层，取样室壳体21内接触第一尼龙网隔层30的土体即为根际土壤，距第一尼龙网隔层30不同距离的土壤即为距根不同距离的土壤，可用于研究根际过程的距离梯度效应。
在本实施例中，所述第一尼龙网隔层30安装于所述根箱生长室10的左端，可以与所述根箱生长室10固定连接，也可以与所述根箱生长室10 为可拆卸连接，在此并不做限定。为方便安装第一尼龙网隔层30，还可以在根箱生长室10的左端设置安装框架，直接将第一尼龙网隔层30粘贴于安装框架上即可。在本实施例中，所述第一尼龙网隔层30与水平面垂直设置，即在图1和图2的视角，其为竖直设置。
所述根系分泌物培养箱40包括位于上部的第一箱体41、位于下部的第二箱体43及夹设于第一箱体41和第二箱体43之间的第二尼龙网隔层 45。所述第一箱体41内用于装土壤，第二箱体43内用于装石英砂，在位于第二箱体41内上方的第一箱体41内装土壤，使得根系的生长更能符合自然生长的环境。在本实施例中，所述第二尼龙网隔层45与所述定植板17位于同一水平高度。
所述隔板60夹设于所述根箱生长室10和所述根系分泌物培养箱40 之间，类似于用于将一个大的长方形箱体分隔为根箱生长室10和根系分泌物培养箱40。在本实施例中，所述隔板60倾斜设置，自上而下所述隔板 60与所述第一尼龙网隔层30之间的距离逐渐减小。
优选地，所述隔板60的倾斜角度为40°～60°。更为优选地，所述隔板 60的倾斜角度为45°。
所述隔板60的下部开设有多个通孔50，所述薄膜70胶接于所述隔板 60并覆盖所述通孔50。在根系生长的过程中，由于生长空间的限制和重力作用，根系穿过根箱生长室10和第二箱体43之间的薄膜70，从根箱生长室10内进入装有石英砂的第二箱体43内。
所述根系分泌物收集机构90包括洗脱液瓶91、吸附柱92、一端与所述洗脱液瓶91连接另一端与所述第二箱体43上端连接的进液管93、一端与所述第二箱体43底部连接另一端与所述吸附柱92连接的出液管94、与所述吸附柱92通过管线连通的回收瓶95及设置于所述出液管94远离所述吸附柱92的一端的滤膜96。需要说明的是，进液管93上还设置有泵，用于将洗脱液瓶91内的洗脱液泵送至第二箱体43内，这个属于常规设计，未再进行详细说明。回收瓶95内的回收液也可以再次循环使用。
在本实施例中，所述出液管94的数量为多个，每个所述出液管94均包括第一端和第二端，多个所述出液管94的第一端分别连接于所述第二箱体43的底部的不同位置。
优选地，所述吸附柱92的数量为多个且串联设置，多个所述吸附柱 92用于吸附不同活性物质，多个所述出液管94的第二端均与串联设置的多个吸附柱92中的第一个吸附柱连接。
根系分泌物的具体收集过程如下：植物在根箱生长室10内生长，由于生长空间的限制和重力作用，根系穿过根箱生长室10和第二箱体43之间的薄膜70，从根箱生长室10内进入装有石英砂的第二箱体43内，当根系达到一定的数量，洗脱液瓶91内的洗脱液经进液管93进入第二箱体43 内，将根系上的分泌物洗脱下来，经滤膜96过滤后，通过出液管94流入吸附柱92并经吸附柱92吸附后进入回收瓶95内，多个不同的吸附柱92 用于吸附不同的活性物质，最后洗脱吸附柱92吸附的活性物质，得到根系分泌物。
本实用新型提供的集成根际土壤取样和根系分泌物收集的装置100具有以下有益效果：
一、该装置将根际土壤取样和根系分泌物收集集成为一体，根系分泌物培养箱能较真实的模拟植物根系分泌物在土壤中的分泌物情况，使得模拟试验结果更加准确。
二、隔板倾斜设置，有利于根系的正常生长和水分的渗透。
三、根际土壤取样机构包括用于盛放土壤且两端开口的取样室壳体及部分收容于所述取样室壳体内的推土器，取样室壳体的外壁设置有毫米刻度，通过推土器将取样室壳体内的慢慢推出，能够获取距离根系不同位置的根际土壤进行研究，解决了根际微域研究中土样采集的技术难题，保证了模拟试验结果的准确性。
四、通过在取样室壳体的内壁设置多组软胶凸起部增加推土器的推动阻力，有利于控制推土器推出土壤的速度。
五、吸附柱的数量为多个，且串联设置，可通过不同的吸附柱吸附不同的活性物质，以区分根系分泌物。
以上所述的仅是本实用新型的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种集成根际土壤取样和根系分泌物收集的装置，其特征在于，其包括依次并排设置的根际土壤取样机构、根箱生长室和根系分泌物培养箱、夹设于所述根箱生长室与所述根际土壤取样机构之间的第一尼龙网隔层、夹设于所述根箱生长室与所述根系分泌物培养箱之间且下部具有多个通孔的隔板、与所述隔板连接且覆盖所述通孔的薄膜及与所述根系分泌物培养箱连通的根系分泌物收集机构；
所述根系分泌物培养箱包括位于上部的第一箱体、位于下部的第二箱体及夹设于第一箱体和第二箱体之间的第二尼龙网隔层，所述第一箱体内用于装土壤，第二箱体内用于装石英砂；
所述根系分泌物收集机构包括洗脱液瓶、吸附柱、一端与所述洗脱液瓶连接另一端与所述第二箱体上端连接的进液管、一端与所述第二箱体底部连接另一端与所述吸附柱连接的出液管、与所述吸附柱通过管线连通的回收瓶及设置于所述出液管远离所述吸附柱的一端的滤膜。
2.根据权利要求1所述的集成根际土壤取样和根系分泌物收集的装置，其特征在于，所述第一尼龙网隔层与水平面垂直设置，且所述隔板倾斜设置，自上而下所述隔板与所述第一尼龙网隔层之间的距离逐渐减小。
3.根据权利要求2所述的集成根际土壤取样和根系分泌物收集的装置，其特征在于，所述隔板的倾斜角度为40°～60°。
4.根据权利要求3所述的集成根际土壤取样和根系分泌物收集的装置，其特征在于，所述隔板的倾斜角度为45°。
5.根据权利要求1所述的集成根际土壤取样和根系分泌物收集的装置，其特征在于，所述根际土壤取样机构包括用于盛放土壤且两端开口的取样室壳体及部分收容于所述取样室壳体内的推土器，所述取样室壳体的外壁设置有毫米刻度，所述推土器能够沿所述毫米刻度的排列方向往复运动。
6.根据权利要求5所述的集成根际土壤取样和根系分泌物收集的装置，其特征在于，所述推土器包括封闭所述取样室壳体远离所述根箱生长室的开口的主体部及自所述主体部向远离所述根箱生长室一端延伸的推送部。
7.根据权利要求6所述的集成根际土壤取样和根系分泌物收集的装置，其特征在于，所述取样室壳体远离所述根箱生长室的一端的内壁设置有多组软胶凸起部，多组所述软胶凸起部沿所述毫米刻度的排列方向均匀间隔设置。
8.根据权利要求1所述的集成根际土壤取样和根系分泌物收集的装置，其特征在于，所述根箱生长室内安装有具有多个定植孔的定植板，所述第二尼龙网隔层与所述定植板位于同一水平高度。
9.根据权利要求1至8任一项所述的集成根际土壤取样和根系分泌物收集的装置，其特征在于，所述出液管的数量为多个，每个所述出液管均包括第一端和第二端，多个所述出液管的第一端分别连接于所述第二箱体的底部的不同位置。
10.根据权利要求9所述的集成根际土壤取样和根系分泌物收集的装置，其特征在于，所述吸附柱的数量为多个且串联设置，多个所述吸附柱用于吸附不同活性物质，多个所述出液管的第二端均与串联设置的多个吸附柱中的第一个吸附柱连接。
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