CN212993310U - 一种植物幼苗根系持续观测取样装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种植物幼苗根系持续观测取样装置，包括：培育箱、传感器组和数据分析处理器；所述培育箱内部中空，顶部开放，底部设置有若干个排水孔；侧部设有一可拆卸箱盖；其中，所述传感器组安装在所述培育箱的其中一个侧面上，通过传输线缆将与所述数据分析处理器通讯连接。本实用新型提供的植物幼苗根系持续观测取样装置利于幼苗根系的生长、方便工作人员对植物幼苗根系的持续观测和实时取样，当需要进行试验时，打开可拆卸箱盖即可进行根系扫描和取样，并可以实现对不同深度土壤环境的实时数据收集分析和处理。

Description

一种植物幼苗根系持续观测取样装置

技术领域

本实用新型属于林木观测取样技术领域，特别涉及一种植物幼苗根系持续观测取样装置。

背景技术

辽东栎为壳斗科栎属落叶乔木，是我国北方地区重要的乡土阔叶树种，也是华北中低山地带的主要阔叶造林树种。辽东栎良好的抗逆性使其在针叶纯林改造中发挥了重要作用，但造林成活率和保存率较低，主要原因在于辽东栎主根发达，起苗不完整会造成大量吸收根丢失，造林定植后极易引发严重的干旱胁迫，因此对于辽东栎幼苗根系的研究十分必要，但传统的田间试验和根箱不能满足对辽东栎幼苗根系的持续观测和试验。

传统根系研究方法主要是基于田间和盆栽培育苗木，采用挖掘法和网袋法获取根系进行研究，但该种方法的试验环境变动大，扰动多，根系难以完整、实时的取样和观测。根箱或根窗观察法主要采用玻璃或有机玻璃设备，但2种设备分别存在热量散失严重(玻璃导热系数为1.0W/m·K)、造价高、根系拍照或扫描时玻璃反光严重等缺陷。此外，传统根箱也难以满足根系活体取样和实时土壤环境因子收集的需求。

由于上述缺点的存在，传统的根系研究方法无法满足对辽东栎幼苗根系持续观测和取样的试验要求，会严重影响根系生长、降低数据准确性。

因此，如何设置一种不影响根系生长、利于观测和取样的根箱培养装置，以满足对辽东栎幼苗根系持续观测和取样的试验要求，是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种至少部分解决上述技术问题的植物幼苗根系持续观测取样装置，本装置可以在培育幼苗时，通过传感器组和数据处理器实时采集和记录分析幼苗在培育箱内的数据信息，通过打开可拆卸箱盖实时的对植物幼苗进行根系的观察和取样。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：

一种植物幼苗根系持续观测取样装置，包括：培育箱、传感器组和数据分析处理器；

所述培育箱内部中空，顶部开放，底部设置有若干个排水孔；侧部设有一可拆卸箱盖；

其中，所述传感器组安装在所述培育箱的其中一个侧面上，通过传输线缆将与所述数据分析处理器通讯连接。

进一步地，所述培育箱内部用于填充基质；当填充基质后，所述基质的顶面低于所述培育箱的顶部。

进一步地，所述培育箱的材质为PVC、PE或PP，所述培育箱侧板的厚度范围为2～5mm。

进一步地，所述培育箱整体与水平面呈预设角度α，60°≥α＞30°。

进一步地，所述培育箱的外周设有至少一组带棘轮的绑带；

所述可拆卸箱盖与所述培育箱连接处设有密封条。

进一步地，当所述带棘轮的绑带为多组时，任意相邻两组的所述带棘轮的绑带间距范围为200～250mm；

所述棘轮为全钢架结构。

进一步地，所述传感器组包括：温度传感器、湿度传感器、电导率传感器、PH值传感器和速效氮磷钾传感器；

将所述传感器组的各个传感器自下而上等间距的安装在所述培育箱的任一侧面上。

进一步地，所述各个传感器的探针伸入所述培育箱内，通过密封胶泥封堵探针与培育箱之间的缝隙。

进一步地，所述排水孔间距范围为28～30mm，所述排水孔的孔直径范围为8～10mm。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型提供的一种植物幼苗根系持续观测取样装置，结构简单，方便操作，利于植物根系的生长，可以通过传感器组、数据处理器对植物幼苗所处的环境参数进行持续的采集和分析处理，数据的准确性高；通过打开可拆卸箱盖来时实现对幼苗根系的观察和取样，不需要将根系彻底从土壤中挖除，扰动小，根系保存完整。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

为了更清楚的描述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进行简单介绍。附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。

图1为本实用新型提供的植物幼苗根系持续观测取样装置的整体示意图；

图2为本实用新型提供的植物幼苗根系持续观测取样装置的底面示意图；

附图中：1-培育箱、2-传感器组、3-数据分析处理器、4-排水孔、5-可拆卸箱盖、6-传输线缆、7-基质、8-棘轮、9-绑带、10-密封条。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

本实用新型提供的植物幼苗根系持续观测取样装置，可以培育不同类型的植物幼苗，下面将以培育辽东栎幼苗为例，对本装置进行具体阐述。

参照图1-2，一种植物幼苗根系持续观测取样装置，包括：培育箱1、传感器组2和数据分析处理器3；

培育箱1内部中空，顶部开放，底部设置有若干个排水孔4；侧部设有一可拆卸箱盖5；其中，传感器组2安装在培育箱1的其中一个侧面上，通过传输线缆6将与数据分析处理器3通讯连接。

在一个实施例中，在培育箱1安装有传感器的侧面上设置传输线缆6，通过传输线缆6将传感器组2与数据分析处理器3通讯连接。数据分析处理器3可实时保存及分析处理数据；相关工作人员也可根据分析处理结果，及时的对本装置及周围环境等进行调整，使辽东栎幼苗处在最佳培育状态，从而能更好的观测幼苗的根系生长状况。

在另一个实施例中，传感器组2与数据分析处理器3之间也可采用无线连接的方式，采用无线方式优点在于不用进行繁琐的布线环节，降低安装难度。

通过本实用新型提供的一种植物幼苗根系持续观测取样装置，对辽东栎幼苗进行培育，传感器组实时采集相关环境数据，数据分析处理器根据该相关环境数据实现对幼苗生长环境及状况进行分析；比如可以输出调节环境因素及基质比例等的指导信息。当需要观测和取样时可以打开可拆卸箱盖，在不影响幼苗根系的生长的同时，也方便工作人员持久的对幼苗根系进行观测和实时取样。

如图1所示，本装置的培育箱1为一个长方体，比如，该培育箱1的长为20cm，培育箱1的宽为5cm，而培育箱1的高为125cm；培育箱1侧板的厚度范围为2～5mm，优选3mm；在保证强度的同时，经济成本较低。

图2所展示的为培育箱1的底面板，在底板的中间等间距的设有若干排水孔4。比如，在培育箱1底面设置孔间距为30mm的排水孔4，且排水孔4直径为10mm，如果排水孔4的孔径超过10mm，则容易导致基质漏出，不易保留水分，如果排水孔4小于8mm，则基质容易积水。

在一个实施例中，培育箱1内填充基质7，基质7的顶面低于培育箱1顶部。比如，培育箱1填充基质7时，基质7顶面与培育箱1上边缘保持高差不小于10mm，浇水时可以保持较多水分被基质吸收。进一步地，辽东栎播种时每个培育箱1内播种1粒，紧靠可拆卸箱盖5中间位置播种，使根系能尽可能贴近可拆卸箱盖5所在侧面的基质生长，方便打开可拆卸箱盖5进行根系观测。

培育箱1的材质为PVC、PE或PP等透气性好，强度高，耐腐蚀不透光的材料。与常规的玻璃或有机玻璃设备等相比经济成本低且导热系数也大幅度降低(导热系数为0.17W/m·K)，以上述材料制作培育箱1可以很好的满足本装置利于根系生长，观测取样方便，造价低的要求。

在一个实施例中，培育箱整体与水平面呈预设角度α，60°≥α＞30°，比如，培育箱1的预设夹角α为60°时，将培育箱1可拆卸箱盖5的一侧面称为第一侧面，与其相对的侧面为第二侧面，与第一侧面相连的两侧面分别为第三、四侧面；培育箱1的第一侧面、第二侧面均与水平面的夹角为60°，以此来保证辽东栎幼苗根系紧贴第一侧面(可拆卸箱盖)生长。

具体实施时，当培育箱的倾斜程度较小或为一竖直的矩形体时，可以采用将培育箱倾斜放置的方法，来确保根系紧贴可拆卸箱盖5生长。将培育箱1的第一侧面与地面间呈60°夹角倾斜放置。

辽东栎苗播种于培育箱1后，将培育箱1放置于可控环境的室内，可调控环境因子设备包括LED植物灯、空调、加湿器、换气扇。通过调控室内环境，来达到培育幼苗的最佳状态，培育箱1放置时与地面夹角为60°(或培育箱本身就为倾斜体)，夹角过小容易导致流入基质的水大量溢出，夹角过大容易导致根系不能紧贴可拆卸箱盖5生长，不容易观测到根系。因此，将培育箱1与底面夹角维持在60°。

在一个实施例中，在培育箱1的底部设置盛水盘，盛水盘内的水面高度高于排水孔20mm。即刚播种后培育箱1宜放置在盛水盘内，盛水盘内水面高度以超过培育箱1底面的排水孔20mm为宜，以利于培育箱1下层基质吸收水分。辽东栎种子根系伸入基质后，及时打开可拆卸箱盖5，向培育箱1的中部基质浇水，以利于引导根系向下延伸。基质全部吸收水分后，及时清除盛水盘内积水，以保证培育箱内多余水分及时从排水孔排出。

在一个实施例中，可拆卸箱盖5与培育箱1连接处设有密封条10；培育箱1的外周设有至少一组带棘轮8的绑带9；

具体实施时，可选用三组带有棘轮8的绑带9，通过带棘轮8的绑带9压紧可拆卸箱盖5和培育箱1；绑带9承受拉力≥1000kg，绑带9的宽度为25mm，任意相邻两组的绑带9,间距为250mm；棘轮8为全钢架结构；

上述密封条10的材质一般为天然橡胶、丁苯橡胶、丁基橡胶或硅橡胶等；密封条10形状呈U型，也可以为口型；进一步的对可拆卸箱盖5和培育箱1进行密封包边处理，防止水分的流失。

在一个实施例中，传感器组2包括：温度传感器、湿度传感器、电导率传感器、PH值传感器和速效氮磷钾传感器；

将传感器组2的各个传感器按顺序自下而上等间距的安装在培育箱1的任一侧面上。

比如，将传感器组2的各个传感器按顺序自下而上等间距的安装在培育箱1的第三侧面上。通过传感器组2测量基质环境中的温度、湿度、含盐量、pH值和速效氮磷钾含量；传感器组2中的各个传感器在培育箱1的第三侧面沿侧面的中线垂直布置，间距为15cm，可获得不同土壤深度的环境数据。

此处对传感器组2的安装位置不做具体限定，可实际测量时的需要，相应的将传感器组2安装于合适位置。

在一个实施例中，将传感器组2中的各个传感器的探针伸入培育箱1内，通过密封胶泥封堵探针与培育箱1之间的缝隙。也可采用硅胶或防水剂:水泥按一定比例调制防水剂水泥浆来对缝隙进行封堵。

本实用新型提供的植物幼苗根系持续观测取样装置利用根系生长、方便工作人员对辽东栎幼苗根系的持续观测和实时取样，当需要进行试验时，打开可拆卸箱盖5即可进行根系扫描和取样，并可以实现对不同深度土壤环境参数的实时采集和分析记录。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种植物幼苗根系持续观测取样装置，其特征在于，包括：培育箱(1)、传感器组(2)和数据分析处理器(3)；

所述培育箱(1)内部中空，顶部开放，底部设置有若干个排水孔(4)；侧部设有一可拆卸箱盖(5)；

其中，所述传感器组(2)安装在所述培育箱(1)的其中一个侧面上，通过传输线缆(6)将与所述数据分析处理器(3)通讯连接。

2.如权利要求1所述的一种植物幼苗根系持续观测取样装置，其特征在于，所述培育箱(1)内部用于填充基质(7)；当填充基质(7)后，所述基质(7)的顶面低于所述培育箱(1)的顶部。

3.如权利要求1所述的一种植物幼苗根系持续观测取样装置，其特征在于，所述培育箱(1)的材质为PVC、PE或PP，所述培育箱(1)的箱体侧板厚度范围为2～5mm。

4.如权利要求1所述的一种植物幼苗根系持续观测取样装置，其特征在于，所述培育箱(1)整体与水平面呈预设角度α，60°≥α＞30°。

5.如权利要求4所述的一种植物幼苗根系持续观测取样装置，其特征在于，所述培育箱(1)的外周设有至少一组带棘轮(8)的绑带(9)；

所述可拆卸箱盖(5)与所述培育箱(1)连接处设有密封条(10)。

6.如权利要求5所述的一种植物幼苗根系持续观测取样装置，其特征在于，当所述带棘轮(8)的绑带(9)为多组时，任意相邻两组的所述带棘轮(8)的绑带(9)间距范围为200～250mm；

所述棘轮(8)为全钢架结构。

7.如权利要求1所述的一种植物幼苗根系持续观测取样装置，其特征在于，所述传感器组(2)包括：温度传感器、湿度传感器、电导率传感器、PH值传感器和速效氮磷钾传感器；

所述传感器组(2)的各个传感器自下而上等间距的安装在所述培育箱(1)的任一侧面上。

8.如权利要求7所述的一种植物幼苗根系持续观测取样装置，其特征在于，所述传感器组(2)的各个传感器探针伸入所述培育箱(1)内，通过密封胶泥封堵探针与培育箱(1)之间的缝隙。

9.如权利要求1所述的一种植物幼苗根系持续观测取样装置，其特征在于，所述排水孔(4)间距范围为28～30mm，所述排水孔(4)的孔直径范围为8～10mm。

Images