CN210496472U

CN210496472U - 一种用于土壤培养的实验装置

Info

Publication number: CN210496472U
Application number: CN201920734898.3U
Authority: CN
Inventors: 朱义族; 韩继刚; 姚槐应; 李雅颖
Original assignee: Ningbo Urban Environment Observation And Research Station-Nueors Chinese Academy Of Sciences; University of Chinese Academy of Sciences; Institute of Urban Environment of CAS; Shanghai Academy of Landscape Architecture Science and Planning
Current assignee: Ningbo Urban Environment Observation And Research Station-Nueors Chinese Academy Of Sciences; University of Chinese Academy of Sciences; Institute of Urban Environment of CAS; Shanghai Academy of Landscape Architecture Science and Planning
Priority date: 2019-05-21
Filing date: 2019-05-21
Publication date: 2020-05-12
Anticipated expiration: 2029-05-21

Abstract

本实用新型提供了一种用于土壤培养的实验装置，属于实验室器皿技术领域，包括培养容器，其上端开口并设有容纳腔；顶盖，其安装于培养容器上端并封闭培养容器开口处；接口组件，其穿过培养容器或顶盖伸入容纳腔内，接口组件封闭或打开以使容纳腔封闭或与外界相连通；气体采样针，其插入接口组件并伸入容纳腔内，气体采样针可采集容纳腔中的气体。本实用新型发提供了一种能够模拟土壤淹育培养的简易中微宇宙实验装置，为科学实验研究提供帮助。

Description

一种用于土壤培养的实验装置

技术领域

本实用新型属于实验室器皿技术领域，涉及一种用于土壤培养的实验装置，尤其涉及一种模拟淹水条件的用于土壤培养的实验装置。

背景技术

水稻生产是世界上最重要的粮食生产之一，更是我国一种重要的农业土地利用方式。因而，稻田生态系统成为我国典型的重要农业生态系统。随着全球气候变化的日益加剧，研究发现稻田生态系统是大气温室气体CH₄与N₂O的重要来源，引发了众多科学工作者对稻田生态系统温室气体排放的研究。土壤中生活着数量巨大且种类繁多的微生物，对温室气体排放产生主要贡献。因此，关于稻田生态系统温室气体排放与土壤微生物群落的研究接踵而来，这些研究很多时候都是实地进行，如微气象法。然而，现场实地研究固然具有不可替代的代表性，但存在诸多未知的不可控因素，如温度、水分、植株生长阶段等等。因此，科研人员常常通过实验室培养的方法对各不确定性因素进行人为控制，以有利于进行相关的科学研究。

土壤的实验室培养一般以微宇宙培养为主，即在一个体积相对较小的密封容器中进行。微宇宙培养实验的结果变异性比较大，缺乏较好的代表性。此外，还有实验装置尺度相对较大的盆栽土壤培养实验，此时往往会结合盆栽的实验，如手动密封箱法采集盆栽土壤释放温室气体样品。通过盆栽土壤培养实验进行温室气体排放与微生物群落变化的研究，首先要解决的是装置的气密性问题，其次是实现土壤的淹水条件，并且厚重的有机玻璃箱在放置和移动过程中都需要花费极大的时间与精力，对实验的进行产生极大不便。

因此需要设计一种能够模拟土壤淹育培养的简易实验装置，为科学实验研究提供帮助。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种能够模拟淹水条件且实验简便的用于土壤培养的实验装置。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种用于土壤培养的实验装置，包括：

培养容器，其上端开口并设有容纳腔；

顶盖，其安装于培养容器上端并封闭培养容器开口处；

接口组件，其穿过培养容器或顶盖伸入容纳腔内，接口组件封闭或打开以使容纳腔封闭或与外界相连通；

气体采样针，其插入接口组件并伸入容纳腔内，气体采样针可采集容纳腔中的气体。

作为本实用新型的进一步改进，所述接口组件包括中空的导管，导管顶端套设有旋盖，旋盖与导管之间设置有弹性密封垫，旋盖与导管螺纹连接并压紧弹性密封垫，旋盖顶端开口并使弹性密封垫外露。

作为本实用新型的进一步改进，所述接口组件还包括套设于导管外侧的密封垫圈和压紧螺母，密封垫圈的数量为两个并分别紧贴设置于培养容器或顶盖的内外两侧，压紧螺母的数量为两个并分别与导管螺纹连接以对应压紧密封垫圈。

作为本实用新型的进一步改进，所述密封垫圈的外径大于压紧螺母的外径，密封垫圈的内径小于压紧螺母的外径。

作为本实用新型的进一步改进，所述气体采样针包括针筒、活塞、阀门和针头，活塞与针筒配合安装，阀门一端与针筒相连，另一端与针头相连，针头穿过接口组件伸入容纳腔，打开阀门并拉动活塞以抽取容纳腔内气体进入针筒，再关闭阀门以使针筒内的气体与外界隔离。

作为本实用新型的进一步改进，所述培养容器呈透明状设置，且培养容器的侧壁设置有刻度线。

作为本实用新型的进一步改进，沿培养容器与顶盖的连接处涂布有环形的密封层。

作为本实用新型的进一步改进，所述密封层的材质为玻璃胶或凡士林。

作为本实用新型的进一步改进，所述弹性密封垫的材质为丁基橡胶。

作为本实用新型的进一步改进，所述顶盖的下方可拆卸安装有喷淋装置、气流搅拌装置，喷淋装置向容纳腔喷出水流，气流搅拌装置搅拌容纳腔内的气流。

基于上述技术方案，本实用新型实施例至少可以产生如下技术效果：

1、本装置结构简易，并能有效应用于水稻土壤或其他土壤的淹育培养科学实验，对于土壤培养研究，特别是温室气体排放和土壤呼吸的研究，非常有效。相比于微宇宙实验在测定温室气体时的不连续性与测定结果的不确定性，该装置不仅能较准确地反应实验结果，还能够对气体进行连续地采样保存、测定；相比于盆栽土壤淹育培养的繁琐，该装置能简易、自由地控制水层、温度等实验条件。

2、通过导管、旋盖以及弹性密封垫的相互配合，使得本装置在平常状态下，容纳腔与外界完全隔离，有效维持实验条件的稳定；而在采样时，则可将气体采样针的针头贯穿弹性密封垫，以采集容纳腔内的气体；采样结束后，弹性密封垫在自身弹力作用下恢复原状，使得容纳腔继续与外界隔离，进而实现接口组件的自动封闭，采样更加方便。

3、通过设置密封垫圈和压紧螺母，可有效密封接口组件与培养容器或顶盖之间的连接处，本装置的气密性更好。

附图说明

图1是本实用新型一较佳实施例的结构示意图。

图2是结构组件的结构示意图。

图3是图2的俯视图。

图中，100、培养容器；110、容纳腔；200、顶盖；300、接口组件；310、导管；320、旋盖；330、弹性密封垫；331、环形凸台；340、密封垫圈；350、压紧螺母；400、气体采样针；410、针筒；420、活塞；430、阀门；440、针头。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1至图3所示，本土壤培养实验装置，包括：

培养容器100，其上端开口并设有容纳腔110；

顶盖200，其安装于培养容器100上端并封闭培养容器100 开口处；

接口组件300，其穿过培养容器100或顶盖200伸入容纳腔 110内，接口组件300封闭或打开以使容纳腔110封闭或与外界相连通；

气体采样针400，其插入接口组件300并伸入容纳腔110内，气体采样针400可采集容纳腔110中的气体。

本装置结构简易，并能有效应用于水稻土壤或其他土壤的淹育培养科学实验，对于土壤培养研究，特别是温室气体排放和土壤呼吸的研究，非常有效。相比于微宇宙实验在测定温室气体时的不连续性与测定结果的不确定性，该装置不仅能较准确地反应实验结果，还能够对气体进行连续地采样保存、测定；相比于盆栽土壤淹育培养的繁琐，该装置能简易、自由地控制水层、温度等实验条件。

本装置在具体实验应用时，先将土壤、水以及其他模拟实验条件的物质添加至培养容器100的容纳腔110内；再将顶盖200 与培养容器100的上端螺纹连接以封闭容纳腔110；之后，整个装置可放于恒温培养箱或人工气候箱中以控制环境温度，使得容纳腔110中的环境条件处于完全可控的状态；最后，则通过气体采样针400连续取样容纳腔110中的气体，并通过气相色谱检测。

根据实验的需求，还可以通过接口组件300向容纳腔110中添加水、营养液等物质以调整实验条件，使用更加灵活；而培养容器100呈透明状设置，且培养容器100的侧壁设置有刻度线，便于定量控制实验条件。

另外，培养容器100的容纳能力大小可根据实际需要进行自由调整。

沿培养容器100与顶盖200的连接处涂布有环形的密封层，密封层的材质为玻璃胶或凡士林，从而提高装置的气密性。

接口组件300包括中空的导管310，导管310顶端套设有旋盖320，旋盖320与导管310之间设置有弹性密封垫330，旋盖 320与导管310螺纹连接并压紧弹性密封垫330，旋盖320顶端开口并使弹性密封垫330外露。

通过导管310、旋盖320以及弹性密封垫330的相互配合，使得本装置在平常状态下，容纳腔110与外界完全隔离，有效维持实验条件的稳定；而在采样时，则可将气体采样针400的针头 440贯穿弹性密封垫330，以采集容纳腔110内的气体；采样结束后，弹性密封垫330在自身弹力作用下恢复原状，使得容纳腔110 继续与外界隔离，进而实现接口组件300的自动封闭，采样更加方便。

其中，弹性密封垫330下端与导管310的上端凹凸配合，具体的，弹性密封垫330下端延伸有环形凸台331，环形凸台331 嵌入导管310内，且环形凸台331与导管310过盈配合，使得弹性密封垫330与导管310之间的气密性更好。优选的，弹性密封垫330的材质为丁基橡胶，以提高使用寿命。

为进一步提高本装置的气密性，接口组件300还包括套设于导管310外侧的密封垫圈340和压紧螺母350，密封垫圈340的数量为两个并分别紧贴设置于培养容器100或顶盖200的内外两侧，压紧螺母350的数量为两个并分别与导管310螺纹连接以对应压紧密封垫圈340。其中，密封垫圈340的外径大于压紧螺母 350的外径，密封垫圈340的内径小于压紧螺母350的外径，从而有效避免外界的气体混入容纳腔110，实验数据更准确。

为避免在气体样品采集与转移过程中混入外界空气而导致结果误差，气体采样针400包括针筒410、活塞420、阀门430和针头440，活塞420与针筒410配合安装，阀门430一端与针筒410 相连，另一端与针头440相连，针头440穿过接口组件300伸入容纳腔110，打开阀门430并拉动活塞420以抽取容纳腔110内气体进入针筒410，再关闭阀门430以使在采样针抽离容纳腔后转移气体样品的过程中，进一步使针筒410内的气体与外界隔离。

气体采样针400采集气体样本之后需要转移至顶空瓶，而通过设置阀门430可使针筒410内的空气与外界有效隔离，进一步提高实验结果准确性。

旋盖320顶端开口呈与导管310同心的圆形设置并设有倒角，使得旋盖320顶端开口能够限制气体采样针400侧偏，实验人员采样操作更加稳定。

顶盖200的下方可拆卸安装有喷淋装置、气流搅拌装置，喷淋装置向容纳腔110喷出水流，气流搅拌装置搅拌容纳腔110内的气流，从而为实验装置提供模拟均匀降水与混合空气条件，以便更好地进行环境科学研究。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims

1.一种用于土壤培养的实验装置，其特征在于，包括：

培养容器，其上端开口并设有容纳腔；

顶盖，其安装于培养容器上端并封闭培养容器开口处；

气体采样针，其插入接口组件并伸入容纳腔内，气体采样针可采集容纳腔中的气体；

所述接口组件包括中空的导管，导管顶端套设有旋盖，旋盖与导管之间设置有弹性密封垫，旋盖与导管螺纹连接并压紧弹性密封垫，旋盖顶端开口并使弹性密封垫外露。

2.根据权利要求1所述的一种用于土壤培养的实验装置，其特征在于：所述接口组件还包括套设于导管外侧的密封垫圈和压紧螺母，密封垫圈的数量为两个并分别紧贴设置于培养容器或顶盖的内外两侧，压紧螺母的数量为两个并分别与导管螺纹连接以对应压紧密封垫圈。

3.根据权利要求2所述的一种用于土壤培养的实验装置，其特征在于：所述密封垫圈的外径大于压紧螺母的外径，密封垫圈的内径小于压紧螺母的外径。

4.根据权利要求1所述的一种用于土壤培养的实验装置，其特征在于：所述气体采样针包括针筒、活塞、阀门和针头，活塞与针筒配合安装，阀门一端与针筒相连，另一端与针头相连，针头穿过接口组件伸入容纳腔，打开阀门并拉动活塞以抽取容纳腔内气体进入针筒，再关闭阀门以使针筒内的气体与外界隔离。

5.根据权利要求1所述的一种用于土壤培养的实验装置，其特征在于：所述培养容器呈透明状设置，且培养容器的侧壁设置有刻度线。

6.根据权利要求1所述的一种用于土壤培养的实验装置，其特征在于：沿培养容器与顶盖的连接处涂布有环形的密封层。

7.根据权利要求6所述的一种用于土壤培养的实验装置，其特征在于：所述密封层的材质为玻璃胶或凡士林。

8.据权利要求1所述的一种用于土壤培养的实验装置，其特征在于：所述弹性密封垫的材质为丁基橡胶。

9.据权利要求1所述的一种用于土壤培养的实验装置，其特征在于：所述顶盖的下方可拆卸安装有喷淋装置、气流搅拌装置，喷淋装置向容纳腔喷出水流，气流搅拌装置搅拌容纳腔内的气流。