RU2803523C1 - System for collecting and concentrating root exudates of allelopathically active plants - Google Patents
System for collecting and concentrating root exudates of allelopathically active plants Download PDFInfo
- Publication number
- RU2803523C1 RU2803523C1 RU2022135455A RU2022135455A RU2803523C1 RU 2803523 C1 RU2803523 C1 RU 2803523C1 RU 2022135455 A RU2022135455 A RU 2022135455A RU 2022135455 A RU2022135455 A RU 2022135455A RU 2803523 C1 RU2803523 C1 RU 2803523C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- plants
- root
- filter
- allelopathically
- plant
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано для сбора и концентрирования корневых выделений аллелопатически активных растений для изучения вторичных метаболитов растений при изучении взаимодействий между культурными и сорными растениями, явления аутоинтоксикации при длительном выращивании многолетних растений на одном месте (таких как клевер, козлятник восточный, мискантус и т.д.), механизма аллелопатии при внедрении чужеродных (занесенных) растительных видов и эргазиофитов (беглецов из культуры, например, борщевика Сосновского) в естественные растительные сообщества.The invention relates to the field of agriculture and can be used for collecting and concentrating root secretions of allelopathically active plants to study secondary plant metabolites when studying interactions between cultivated and weed plants, the phenomenon of autointoxication during long-term cultivation of perennial plants in one place (such as clover, oriental goat's rue , miscanthus, etc.), the mechanism of allelopathy during the introduction of alien (introduced) plant species and ergasiophytes (fugitives from cultivation, for example, Sosnovsky's hogweed) into natural plant communities.
Известен способ выращивания растений и устройство для выращивания растений (патент RU 2086102 С1), предназначенное для улучшения условий роста растений. Оно состоит из ряда емкостей, нижняя из которых имеет вид стакана с дренажным отверстием в днище, а промежуточная емкость и верхняя емкость выполнены в виде отрезков труб с открытыми нижним и верхним торцами. Размер поперечного сечения емкостей увеличивается, а высота их уменьшается от нижней емкости к верхней. Нижняя, промежуточная и верхняя емкости размещаются одна в другой в виде телескопического соединения и имеют коническую или пирамидальную форму, причем их большее основание обращено вверх. Основным недостатком этого устройства является отсутствие возможности получения вторичных метаболитов растений. Это обусловлено конструктивными особенностями устройства.There is a known method for growing plants and a device for growing plants (patent RU 2086102 C1), designed to improve the conditions for plant growth. It consists of a number of containers, the bottom of which has the shape of a glass with a drainage hole in the bottom, and the intermediate container and the upper container are made in the form of pipe sections with open lower and upper ends. The cross-sectional size of the containers increases, and their height decreases from the lower container to the upper one. The lower, intermediate and upper containers are placed one inside the other in the form of a telescopic connection and have a conical or pyramidal shape, with their larger base facing upward. The main disadvantage of this device is the inability to obtain secondary plant metabolites. This is due to the design features of the device.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по совокупности существенных признаков относится устройство для сбора корневых экссудатов аллелопатически активных растений (Скороходова А.Н., Иваницких А.С., Ларикова Ю.С., Скороходов Д.М. Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. 2019. №4 (101). С. 86-94.), предназначенное для получения корневых экссудатов и позволяющее производить экстракцию, концентрацию и изучение выделений корневой системы различных растений. Оно состоит из емкости для растений, закрепленной на неподвижной стационарной опоре, регулируемого крепежного приспособления, обеспечивающую настройку конфигурации работы устройства для удобства его эксплуатирования, фильтров мелких и крупных частиц для исключения попадания в раствор корневых выделений разнообразных загрязнителей крупной и мелкой фракции, перистальтического насоса предназначенного для поддержания постоянства водного тока внутри устройства, блока управления, фильтра корневых выделений с отсеком с адсорбентом, специального отверстия, блока питания. Основным недостатком этого устройства является отсутствие возможности предварительного очищения воды, контроля состояния рН и электропроводности используемого раствора.The closest to the proposed invention in terms of the totality of essential features is a device for collecting root exudates of allelopathically active plants (Skorokhodova A.N., Ivanitskikh A.S., Larikova Yu.S., Skorokhodov D.M. Technologies and technical means of mechanized production of crop products and Animal Husbandry. 2019. No. 4 (101), pp. 86-94.), intended for obtaining root exudates and allowing for extraction, concentration and study of secretions from the root system of various plants. It consists of a plant container mounted on a fixed stationary support, an adjustable fastening device that allows you to configure the configuration of the device for ease of use, filters for small and large particles to prevent the entry of various large and small contaminants into the solution of root secretions, a peristaltic pump designed for maintaining a constant water flow inside the device, control unit, root exudate filter with a compartment with adsorbent, special hole, power supply. The main disadvantage of this device is the inability to pre-purify water, control the pH and electrical conductivity of the solution used.
Анализ известных конструктивных решений показал, что технической проблемой в данной области является необходимость предварительной очистки воды и контроля состояния рН и электропроводности используемого раствора.An analysis of known design solutions has shown that a technical problem in this area is the need to pre-purify water and control the pH and electrical conductivity of the solution used.
Техническим результатом является повышение выделения и сбора максимального количества получаемых веществ, содержащихся в корневой системе аллелопатически активных растений.The technical result is to increase the release and collection of the maximum amount of obtained substances contained in the root system of allelopathically active plants.
Для решения технической проблемы и получения указанного технического результата предлагается система для сбора и концентрирования корневых выделений аллелопатически активных растений. Данная система снабжена емкостями для растений, закрепленными на неподвижной стационарной опоре, регулируемым крепежными приспособлениями, позволяющим настраивать необходимую конфигурацию работы устройства для удобства его эксплуатирования и выставления всех емкостей для растений на одном уровне (по уровню, который может быть частью системы), фильтром предварительной очистки и фильтром мелких частиц, для исключения попадания в раствор корневых выделений разнообразных загрязнителей крупной и мелкой фракции, перистальтическим насосом, позволяющего получить поток раствора с необходимой заданной скоростью и предотвратить возможное травмирование корней используемых растений, блоком управления перистальтическим насосом, отсеком с адсорбентом, баком для воды, блоком питания, кондуктометром и стационарными рН-метром, позволяющим контролировать состояние рН и электропроводность раствора на протяжении всей вегетации растений, по меньшей мере одной лампой для освещения растений.To solve the technical problem and obtain the specified technical result, a system is proposed for collecting and concentrating root secretions of allelopathically active plants. This system is equipped with containers for plants mounted on a fixed stationary support, adjustable fastening devices that allow you to configure the necessary configuration of the device for ease of operation and placing all containers for plants at the same level (at a level that may be part of the system), a pre-cleaning filter and a filter of small particles, to prevent the entry of various contaminants of large and small fractions into the solution of root secretions, a peristaltic pump, which allows you to obtain a flow of solution at the required specified speed and prevent possible injury to the roots of the plants used, a control unit for a peristaltic pump, a compartment with an adsorbent, a water tank , a power supply, a conductometer and a stationary pH meter, which allows you to monitor the pH state and electrical conductivity of the solution throughout the entire growing season of plants, at least one lamp for lighting the plants.
Лампа для освещения растений может быть выполнена в виде светодиодной лампы иди натриевой лампы высокого давления.The lamp for lighting plants can be made in the form of an LED lamp or a high-pressure sodium lamp.
Блок управления может быть выполнен с возможностью регулировки скорости потока воды, создаваемого перистальтическим насосом, и освещением ламп в зависимости от показаний рН-метра и кондуктометра.The control unit can be configured to adjust the speed of water flow created by the peristaltic pump and the lighting of the lamps depending on the readings of the pH meter and conductivity meter.
Предлагаемое решение поясняется фигурой, где представлена схема системы для сбора и концентрирования корневых выделений аллелопатически активных растений.The proposed solution is illustrated by the figure, which shows a diagram of a system for collecting and concentrating root secretions of allelopathically active plants.
Система состоит из емкостей для растений 1, закрепленной на неподвижной стационарной опоре 2, регулируемого крепежного приспособления 3, обеспечивающую настройку конфигурации работы устройства для удобства его эксплуатирования, а также выставления емкостей для растений 1 на одном уровне, фильтра предварительной очистки 4 и фильтра мелких частиц 5 для исключения попадания в раствор корневых выделений разнообразных загрязнителей крупной и мелкой фракции, бака для воды 6, перистальтического насоса 7, предназначенного для поддержания постоянства водного тока внутри системы, равномерная работа которого позволяет получить поток раствора с необходимой заданной скоростью, которая обеспечит качественное выделение корневых экссудатов с поверхности корневой системы растений, а также позволит предотвратить возможное травмирование корней используемых растений, блока управления 8 для контроля скорости тока воды и освещения. Также система содержит фильтр корневых выделений 9 с отсеком с адсорбентом 10, где производится сбор и концентрация корневых выделений растений от емкостей с растениями 1, по меньшей мере один стационарный рН-метр 11, позволяющий контролировать состояние рН раствора на протяжении всей вегетации растений, блока питания 12 обеспечивающим питания устройства электрической энергией, светодиодной по меньшей мере одной лампы 13, обеспечивающей освещение для роста растений, стационарного кондуктометра 14, расположенного в фильтре корневых выделений 9 и обеспечивающего контроль за электропроводностью и концентрацией раствора.The system consists of containers for plants 1, mounted on a fixed stationary support 2, an adjustable fastening device 3, which allows configuration of the device for ease of operation, as well as placing containers for plants 1 on the same level, a pre-cleaning filter 4 and a fine particle filter 5 to prevent the entry of various contaminants of large and small fractions into the solution of root exudates, a water tank 6, a peristaltic pump 7, designed to maintain a constant water flow inside the system, the uniform operation of which allows you to obtain a flow of solution at the required specified speed, which will ensure high-quality release of root exudates from the surface of the root system of plants, and will also prevent possible injury to the roots of the plants used, control unit 8 for controlling the speed of water flow and lighting. The system also contains a root exudate filter 9 with a compartment with an adsorbent 10, where the collection and concentration of plant root exudates from containers with plants 1 is carried out, at least one stationary pH meter 11, which allows you to monitor the pH state of the solution throughout the entire growing season of plants, a power supply 12 providing power to the device with electrical energy, at least one LED lamp 13 providing lighting for plant growth, a stationary conductometer 14 located in the root exudate filter 9 and providing control over the electrical conductivity and concentration of the solution.
Устройство работает по следующему алгоритму.The device operates according to the following algorithm.
Растения 15 - доноры корневых выделений высаживаются в емкости для растений 1, которые заполнены нейтральным субстратом - перлитом или керамзитом.Plants 15 - donors of root exudates are planted in containers for plants 1, which are filled with a neutral substrate - perlite or expanded clay.
Емкости для растений 1 регулируются крепежным приспособлением 3 по высоте и желательно, по уровню.Containers for plants 1 are adjusted by fastening device 3 in height and, preferably, in level.
Затем из бака для воды 6, посредством перистальтического насоса 7, через фильтр предварительной очистки 4 вода подается в емкости для растений 1.Then, from the water tank 6, by means of a peristaltic pump 7, through a pre-filter 4, water is supplied to the plant containers 1.
Далее вода омывает корневую систему растений и попадает на фильтр мелких частиц 5, где происходит удаление из нее различных механических примесей. При этом вода, после фильтра предварительной очистки 4, может подаваться параллельно на каждую емкость для растений 1, либо подаваться последовательно, как это показано на фигуре, т.е. вода, выходя из первой емкости для растений 1, проходит фильтр мелких частиц 5 и попадает на вторую емкость для растений 1 и т.д.Next, the water washes the root system of the plants and enters the fine particle filter 5, where various mechanical impurities are removed from it. In this case, water, after the pre-filter 4, can be supplied in parallel to each container for plants 1, or supplied sequentially, as shown in the figure, i.e. water leaving the first plant container 1 passes through a fine particle filter 5 and enters the second plant container 1, etc.
Окончательно вся вода с растворенными в ней корневыми выделениями попадает на фильтр корневых выделений 9, с отсеком заполненным адсорбентом 10, где происходит их абсорбция.Finally, all the water with root exudates dissolved in it ends up in the root exudate filter 9, with a compartment filled with adsorbent 10, where their absorption occurs.
После этого, из фильтра корневых выделений 9, вода возвращается в бак 6, замыкая цикл.After this, from the root exudate filter 9, water returns to tank 6, closing the cycle.
Перистальтический насос 7 управляется блоком управления 8 и заставляет воду циркулировать по замкнутой системе с определенной скоростью.The peristaltic pump 7 is controlled by the control unit 8 and forces water to circulate through the closed system at a certain speed.
В процессе работы системы в воду добавляются необходимые растениям для нормального роста макро- и микроэлементы, которые не будут подвергаться сорбированию.During the operation of the system, macro- and microelements necessary for plants for normal growth are added to the water, which will not be subject to sorption.
Также в, по меньшей мере одной емкости для выращивания растений 1 установлен стационарный рН-метр 11 который контролирует рН раствора на протяжении всей вегетации растений, что отчасти контролирует рост растений, путем изменения рН (регулировка добавления макро- и микроэлементов, уменьшения углекислого газа), а, следовательно, и их выделения в корневые экссудаты растений.Also, in at least one container for growing plants 1, a stationary pH meter 11 is installed, which controls the pH of the solution throughout the entire growing season of plants, which partly controls plant growth by changing the pH (adjusting the addition of macro- and microelements, reducing carbon dioxide), and, consequently, their secretion into root exudates of plants.
Кроме того, в фильтре корневых выделений 9 установлен стационарный кондуктометр 14, который контролирует концентрацию раствора.In addition, a stationary conductometer 14 is installed in the root exudate filter 9, which monitors the concentration of the solution.
Благодаря наличию кондуктометра 14 и рН-метра 11 в системе можно регулировать рост растений и выявить связь с корневыми выделениями.Thanks to the presence of a conductometer 14 and a pH meter 11 in the system, it is possible to regulate plant growth and identify the connection with root secretions.
Для получения раствора корневых выделений необходимо снять отсек с адсорбентом 10 с фильтра корневых выделений 9 и промыть его соответствующим растворителе (в зависимости от типа адсорбента). Тем самым мы получаем раствор корневых экссудатов растений, которые используются для изучения вторичных метаболитов. Питание устройства электрической энергией обеспечивается при помощи блока питания 12.To obtain a solution of root exudates, it is necessary to remove the compartment with adsorbent 10 from the root exudates filter 9 and rinse it with an appropriate solvent (depending on the type of adsorbent). Thus, we obtain a solution of plant root exudates, which are used to study secondary metabolites. The device is powered by electrical energy using power supply 12.
Принцип действия устройства основан на адсорбировании корневых выделений при помощи различных поглощающих веществ - активированного угля, сорбентов органических и неорганических веществ, ионообменных смол.The principle of operation of the device is based on the adsorption of root secretions using various absorbing substances - activated carbon, sorbents of organic and inorganic substances, ion exchange resins.
Работа устройства основана на явлении абсорбции (лат.absorptio от absorbere - поглощать) - поглощении сорбата всем объемом сорбента.The operation of the device is based on the phenomenon of absorption (Latin absorptio from absorbere - to absorb) - the absorption of sorbate by the entire volume of the sorbent.
Корневые экссудаты растений - вещества совершенно разнообразной химической природы, поэтому, для их сбора необходимо использовать универсальные абсорбенты. Устройство для получения корневых экссудатов позволяет производить экстракцию, концентрацию и изучение выделений корневой системы аллелопатически активных растений.Root exudates of plants are substances of a completely diverse chemical nature, therefore, to collect them it is necessary to use universal absorbents. A device for obtaining root exudates allows for the extraction, concentration and study of secretions from the root system of allelopathically active plants.
По сравнению с прототипом, предложенное устройство имеет следующие преимущества:Compared to the prototype, the proposed device has the following advantages:
1. Очистка воды, за счет фильтра предварительной очистки воды.1. Water purification using a water pre-purification filter.
2. Контроль состояния рН раствора на протяжении всей вегетации растений.2. Monitoring the pH of the solution throughout the entire growing season of plants.
3. Сбор корневых выделений аллелопатически активных растений, за счет абсорбирования вторичных метаболитов корневой системы.3. Collection of root secretions of allelopathically active plants, due to the absorption of secondary metabolites of the root system.
4. Выявление максимального количества получаемых веществ, содержащихся в корневой системе аллелопатически активных растений.4. Identification of the maximum amount of obtained substances contained in the root system of allelopathically active plants.
Claims (11)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2803523C1 true RU2803523C1 (en) | 2023-09-14 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU303950A1 (en) * | П. В. Данильчук , А. А. Линчевский | DEVICE FOR THE STUDY OF ROOTS OF PLANTS | ||
US4953322A (en) * | 1986-02-04 | 1990-09-04 | Edwards Cyril K | Method and apparatus for hydroponic cultivation |
CN209513361U (en) * | 2019-01-28 | 2019-10-18 | 广西大学 | A kind of water planting collection device of secretions from plant roots |
US20210007363A1 (en) * | 2018-03-22 | 2021-01-14 | Yeda Research And Development Co. Ltd | Methods and system for stimulating root exudation in plants |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU303950A1 (en) * | П. В. Данильчук , А. А. Линчевский | DEVICE FOR THE STUDY OF ROOTS OF PLANTS | ||
US4953322A (en) * | 1986-02-04 | 1990-09-04 | Edwards Cyril K | Method and apparatus for hydroponic cultivation |
US20210007363A1 (en) * | 2018-03-22 | 2021-01-14 | Yeda Research And Development Co. Ltd | Methods and system for stimulating root exudation in plants |
CN209513361U (en) * | 2019-01-28 | 2019-10-18 | 广西大学 | A kind of water planting collection device of secretions from plant roots |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
СКОРОХОДОВА А.Н. и др. "Устройство для сбора корневых экссудатов аллелопатически активных растений". Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. 2019, N 4(101), С. 86-93. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN206227173U (en) | A kind of forest seedling nursing device | |
CN202190608U (en) | Algae growing and culturing device | |
CN205408804U (en) | Device is grown to city green ecology of multi -functional multipurpose of agricultural | |
CN203801370U (en) | Test device for simulating plant water logging stress | |
CN105519423A (en) | Ecological intelligent purifying all-in-one machine | |
WO2004071961A3 (en) | Water filter device and method | |
RU2803523C1 (en) | System for collecting and concentrating root exudates of allelopathically active plants | |
CN113200627A (en) | Water purification treatment device based on Internet of things | |
CN208999404U (en) | A kind of indoor microcosm imitative experimental appliance for simulating river ecosystem | |
CN104584930A (en) | Miniature ecological system for air pollution purifying and preparation method thereof | |
CN109430146B (en) | Fish and vegetable symbiotic cultivation equipment | |
CN208095751U (en) | A kind of novel tortoise cultivation cylinder sleeve | |
CN114731940B (en) | Aquatic plant culture device and method for water environment restoration | |
CN110204137A (en) | Tail water processing pond and water purifier are cultivated under ecological mariculture mode | |
CN212393387U (en) | Rapid interplanting structure for ground cover plants | |
CN112610067B (en) | Intelligent flower bed guardrail | |
CN108006866A (en) | A kind of magnetic force ecology air conditioning device | |
CN105009995A (en) | Lift-type plant air purifier | |
CN105588197A (en) | Smart biological air purifier | |
CN209537236U (en) | A kind of modified river sewage processing unit | |
CN207584989U (en) | A kind of magnetic force ecology air conditioning device | |
CN209268125U (en) | A kind of Multifunction plant planting device | |
CN207461205U (en) | A kind of fish jar with flowers and plants plantation function | |
CN1982234A (en) | Method and apparatus for repairing plant in water polluted by arsenic | |
CN205511367U (en) | Ecological intelligence purifies all -in -one |