CN211353233U

CN211353233U - 一种用于异质性污染土壤中根际响应研究的根箱装置

Info

Publication number: CN211353233U
Application number: CN201921788679.XU
Authority: CN
Inventors: 赵艳萍; 宋玉梅; 梁维新; 潘佳钏; 安娅丽
Original assignee: Guangdong Institute Of Analysis (china National Analytical Center Guangzhou)
Current assignee: Institute Of Testing And Analysis Guangdong Academy Of Sciences Guangzhou Analysis And Testing Center China
Priority date: 2019-10-23
Filing date: 2019-10-23
Publication date: 2020-08-28
Anticipated expiration: 2029-10-23

Abstract

本实用新型涉及一种用于异质性污染土壤中根际响应研究的根箱装置，包括根箱，根箱的底面开设有若干排水孔，根箱的两侧面设置有若干横隔板，根箱设置有隔离网，根箱包括由所述隔离网依次分隔而成的根室、近根际室以及非根际室，根室由透明材料制成，根室设置有自下至上逐渐远离隔离网的斜面，根室、近根际室、隔离网以及非根际室之间均为可拆卸连接。通过采用上述技术方案，使测试人员能够取得植物根系在不同重金属异质性污染土壤中生长时的根际土壤，精确模拟植物根系在重金属异质性污染土壤中的根际土壤环境特征；便于研究人员的直接观察和记录植物生长过程中根系的结构与形貌变化。

Description

一种用于异质性污染土壤中根际响应研究的根箱装置

技术领域

本实用新型涉及属于植物根际研究的领域，具体涉及一种用于异质性污染土壤中根际响应研究的根箱装置。

背景技术

植物修复土壤重金属污染是一种绿色、环保、节能的污染修复技术，而植物的根际环境是影响土壤中重金属修复效果的关键区域。一方面，植物发达的根系网络可以提供较大的表面积用于直接吸收土壤中的重金属。另一方面，植物的根系分泌物可一定程度上提高重金属在土壤中的生物可利用性，增强根系对重金属的吸附效率。

在实际土壤污染场地修复中，土壤重金属污染常呈现较大的空间异质性。Schwartz(1999)发现锌超累积植物Thlaspi caerulescens的根系具有向锌浓度较高的土壤块体中发育的特点，而Moradi(2009)则发现镍的超累积植物Berkheya coddii Rossler的根系并没有向高浓度镍污染土块中发育的现象，同时镍的非超累积植物Cicerarietinum L.的根系倾向于规避向浓度镍污染土壤延伸。植物根系在污染土壤中的发育和生长是实现修复污染土壤的前提，因此，在考察植物在重金属异质性污染土壤中根系结构发育及根际环境的变化具有实际意义。传统的根际土壤采集方法是抖根法，该方法实际操作性差，无法准确获得距离植物根系不同范围的土壤样品。

为了精确地采集根际、近根际以及非根际的土壤样品，前人开始设计根箱，现有的一种土壤根际箱，包括外箱，外箱的内部的两端各设有一个内箱，在外箱内部的中间位置设有种植箱，种植箱往两内箱方向各连续设有若干层根际分割网，形成若干个根际分隔层，两内箱靠近根际分割网的一面上设有许多孔。

但是，现有的根箱存在一定局限性，该根箱仅适用于土壤重金属均匀污染条件下的根际环境的研究，无法对非均匀分布的重金属污染土壤进行根际响应研究，并且无法直接观测根系在土壤中的发育和生长情况。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种用于异质性污染土壤中根际响应研究的根箱装置，具有直接观测植物根系结构发育的优点，且精确模拟植物根系在重金属异质性污染土壤中的发育特征以及根际土壤环境特征。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种用于土壤中根际响应研究的根箱装置，包括根箱，所述根箱的底面开设有若干排水孔，所述根箱的两侧面设置有若干横隔板，所述根箱设置有隔离网，所述根箱包括由所述隔离网依次分隔而成的根室、近根际室以及非根际室，所述根室由透明材料制成，所述根室设置有自下至上逐渐远离所述隔离网的斜面，所述根室、所述近根际室、所述隔离网以及所述非根际室之间均为可拆卸连接。

通过采用上述技术方案，在根箱的底部开设有若干排水孔，当对根室内的植物进行浇水时，水能从排水孔排出，减少水在根室内积蓄，从而减少植物根部缺氧的状况，减少植物根部缺氧带来的烂根现象，使得植物较易于存活；同时，使得近根际室以及非根际室能够与根室的土壤环境相同，减少根际研究中干扰因素。通过在根箱的两侧面设置有若干横隔板，用于分隔不同污染程度的土壤层，从而使操作者能够取得植物根系在不同重金属异质性污染土壤中根际土壤，精确模拟植物根系在重金属异质性污染土壤中的根际土壤环境特征。通过在根箱设置有隔离网，进而使得近根际室以及非根际室逐渐隔离植物根系的影响，从而让研究中能够获得不同层次的土壤，增加了研究样本。通过在根室设置有自下至上逐渐远离隔离网的斜面，且根室由透明材料制成，使得植物根系在生长过程中更易于附着于根室的斜面上，便于研究人员的直接观察和记录植物生长过程中根系的结构与形貌变化。通过设置根室、近根际室、隔离网以及非根际室之间均采用可拆卸连接，使得根室、近根际室以及非根际室各部分可原位拆卸，便于根际土、近根际土和非根际土的精准采集，且箱体可重复利用。

本实用新型进一步设置为：所述近根际室由多个隔层框体构成，所述隔层框体的宽度为1-5mm。

通过采用上述技术方案，在近根际室设置有多个隔层框体，使得在近根际室的内部能够获得距离根际土壤不同距离的近根际土壤样品，进而测试植物根系对不同距离土壤的影响程度，从而确定植物根系吸收土壤重金属的有效范围，使得土壤中根际响应研究的样品更为丰富，从而让最后的数据更为可靠以及精确模拟距离植物根系不同的重金属异质性污染土壤中近根际土壤环境特征。

本实用新型进一步设置为：所述隔离网为孔径20-30μm的尼龙网。

通过采用上述技术方案，设置隔离网为孔径20-30μm的尼龙网，将2mm以下的根室土壤、近根际土壤以及非根际土壤之间进行隔离，使得植物根系在生长过程中无法延伸至近根际室以及非根际室，但允许根际分泌物无阻碍地透过尼龙网、不同程度地影响近根际室内土壤和非根际室内的土壤，进而精确模拟距离植物根系不同的重金属异质性污染土壤中近根际土壤环境特征。

本实用新型进一步设置为：所述根室、所述近根际室、所述尼龙网以及所述非根际室通过螺丝固定连接。

通过采用上述技术方案，在根室、近根际室、尼龙网以及非根际室通过螺丝进行固定连接，当需要拆卸根箱时，通过拧松螺丝，即可完成根箱各部分的拆离，使得根室、近根际室以及非根际室各部分可原位拆卸，便于根际土、近根际土和非根际土的精准采集，且箱体可重复利用。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

1.通过在根箱的两侧面设置有若干横隔板，用于分隔不同污染程度的土壤层，从而使操作者能够取得植物根系在不同重金属异质性污染土壤中生长时的根际土壤，精确模拟植物根系在重金属异质性污染土壤中的根际土壤环境特征；

2.通过在根箱设置有隔离网，进而使得近根际室以及非根际室逐渐隔离植物根系的影响，从而让研究中能够获得不同层次的土壤，增加了研究样本；设置根室的外侧面自下至上逐渐远离隔离网，且根室由透明材料制成，使得植物根系在生长过程中更易于附着于根室的斜面上，便于研究人员的直接观察和记录植物生长过程中根系的结构与形貌变化；通过设置根室、近根际室以及非根际室通过螺丝连接，使得根室、近根际室以及非根际室各部分可原位拆卸，便于根际土、近根际土和非根际土的精准采集，且箱体可重复利用。

附图说明

图1为本实施例的整体结构图；

图2为本实施例的结构爆炸图。

附图标记：1、根箱；2、固定挡板；3、隔层框体；4、横隔板；5、排水孔；6、尼龙网；7、斜面。

具体实施方式

以下结合附图及实施例，对本实用新型作进一步详细说明。

如图1和图2所示，本实用新型公开的一种用于异质性污染土壤中根际响应研究的根箱装置，包括上方开口的根箱1，根箱1由透明的有机玻璃制成，根箱1的侧面呈梯形状，根箱1的底面开有若干孔径为0.5-1mm的排水孔5。根箱1安装有若干竖直设置的尼龙网6，尼龙网6的孔径为25μm，根箱1正对的两侧面分别固定连接有若干高度一致的横隔板4，若干横隔板4所在的平面之间相互平行设置，横隔板4所在平面与尼龙网6所在的平面之间相互垂直设置，根箱1包括由尼龙网6依次分割而成的根室、近根际室以及非根际室。

根室设置有自下至上逐渐远离尼龙网6的斜面7，斜面7与垂直方向呈30度夹角，根室的底部宽度为1-2cm，根室的体积大于近根际室的体积与非根际室的体积之和。近根际室与非根际室的形状均呈为长方体。

近根际室由多个竖直设置的隔层框体3构成，隔层框体3的宽度为2mm，非根际室包括与隔层框体3固定连接的固定挡板2，斜面7、隔层框体3以及固定挡板2之间所在平面沿与所在平面垂直方向的投影重合，根室、近根际室、非根际室以及尼龙网6通过螺丝固定连接。

本实施例的工况及原理如下：

当需要进行根际响应研究时，先将无镉污染土壤过2mm的网格筛，然后将无镉污染土壤与不同量的硝酸镉混合均匀分别制备成高镉污染土壤(镉浓度约为25mg kg-1)、中镉污染土壤(镉浓度约为10mg kg-1)和低镉污染土壤(镉浓度约为2mg kg-1)。

然后将不同镉污染程度的土壤分层装入根室、近根际室以及非根际室的分隔框体内，同时设置对照组，将无镉污染的土壤装入本根箱1各层并且呈自下至上分别是无镉污染土壤、低镉浓度污染土壤、中镉浓度污染土壤、高镉浓度污染土壤以及无镉污染土壤。在根箱1中均匀添加去离子水至一定持水量，在实验期间用称重法补充去离子水，维持土壤中的含水量在一定水平。

再用双氧水对东南景天种子进行消毒预处理，用去离子水洗净，将种子播种于无镉污染的土壤中进行育苗，待东南景天种子长出1-2片真叶后移栽至根室内。通过用铝箔纸包裹根箱1四周进行避光，避免藻类在箱体内表面的生长。在东南景田播种后的第15、30、60、90、180天通过斜面7观察植物根系的分布和发育情况，同时用硫酸纸覆盖在斜面7上进行根系分布的临摹，最后扫描根系分布图并对比根系在不同镉污染程度土壤中的发育和分布情况。

当180天后需要取土壤时，先将螺丝拧开，对根箱1进行拆解，然后在根室、近根际室以及非根际室分别分层获取到根际土壤样品、近根际室的内部距离根际土壤不同距离的近根际土壤样品以及非根际土壤样品，最后对这些土壤进行常规理化性质、镉总量和镉形态的分析测试。

本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种用于异质性污染土壤中根际响应研究的根箱装置，其特征是：包括根箱(1)，所述根箱(1)的底面开设有若干排水孔(5)，所述根箱(1)的两侧面设置有若干横隔板(4)，所述根箱(1)设置有隔离网，所述根箱(1)包括由所述隔离网依次分隔而成的根室、近根际室以及非根际室，所述根室由透明材料制成，所述根室设置有自下至上逐渐远离所述隔离网的斜面(7)，所述根室、所述近根际室、所述隔离网以及所述非根际室之间均为可拆卸连接。

2.根据权利要求1所述的用于异质性污染土壤中根际响应研究的根箱装置，其特征是：所述近根际室由多个隔层框体(3)构成，所述隔层框体(3)的宽度为1-5mm。

3.根据权利要求1所述的用于异质性污染土壤中根际响应研究的根箱装置，其特征是：所述隔离网为孔径20-30μm的尼龙网(6)。

4.根据权利要求3所述的用于异质性污染土壤中根际响应研究的根箱装置，其特征是：所述根室、所述近根际室、所述尼龙网(6)以及所述非根际室通过螺丝固定连接。