用于研究植物根系和微生物對土壤作用的根箱試驗裝置

用于研究植物根系和微生物對土壤作用的根箱試驗裝置，下面由森農(nóng)農(nóng)業(yè)小編帶大家一起來了解一下。

1、本實用新型涉及一種根箱試驗裝置，具體涉及一種用于研究植物根系和微生物對土壤作用的根箱試驗裝置，以模擬研究土壤菌根際、菌絲際和根圍土壤環(huán)境特征。

背景技術(shù)：

2、土壤生物參與土壤的形成過程，是土壤養(yǎng)分循環(huán)的主要推動者，它們調(diào)節(jié)土壤有機質(zhì)的動態(tài)和溫室氣體釋放，改變土壤物理結(jié)構(gòu)和水文系統(tǒng)，提高植物獲取養(yǎng)分的數(shù)量和效率，增進植物健康。同時，土壤生物還是各種土壤污染物質(zhì)的分解和轉(zhuǎn)化者，在污染土壤的修復(fù)中起著重要作用。

3、植物根系是土壤形成過程中的重要參與者。根據(jù)生長特征，植物根系可分為直根系和須根系，根據(jù)根系直徑大小可分為結(jié)構(gòu)根（>；2mm）和細根（<>

4、然而，目前已有的類似裝置都僅能獨立研究植物根系、am真菌和細菌對土壤的影響，尚沒有有效的裝置能夠做到同時研究根系獨立效應(yīng)、微生物（am真菌和細菌）獨立效應(yīng)以及根系微生物耦合效應(yīng)對土壤結(jié)構(gòu)和生態(tài)功能的影響。因此，需要開發(fā)一種根箱試驗裝置，以具備分別允許植物所有根系、am真菌和細菌侵入；僅允許植物細根系、am真菌和細菌侵入；僅允許am真菌和細菌侵入；僅允許細菌侵入的多個研究區(qū)，從而解決在同一生長背景中土壤生物對周圍環(huán)境的響應(yīng)的問題，研究植物根系和微生物在不同環(huán)境中對土壤結(jié)構(gòu)和功能的影響，對于揭示土壤生物在土壤中的作用及其響應(yīng)機制具有重要意義。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

5、本實用新型的目的就是針對現(xiàn)有根箱試驗裝置研究功能單一的不足，提供一種用于研究植物根系和微生物對土壤作用的根箱試驗裝置，該裝置通過將圓筒形敞口根箱分隔成位于中心的蓄根際土容器和多個組合成環(huán)形，并包圍在蓄根際土容器外周的邊緣蓄土室，并利用蓄根際土容器與邊緣蓄土室之間網(wǎng)格膜上不同通徑的網(wǎng)孔，形成能獲得不同研究成果的四個研究區(qū)，從而解決在同一生長背景中土壤生物對周圍環(huán)境的響應(yīng)的問題，研究植物根系和微生物在不同環(huán)境中對土壤結(jié)構(gòu)和功能的影響，對于揭示土壤生物在土壤中的作用及其響應(yīng)機制具有重要意義。

6、為實現(xiàn)前述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案。

7、一種用于研究植物根系和微生物對土壤作用的根箱試驗裝置，包括圓筒形的敞口

蓄土容器，敞口蓄土容器由位于中心的蓄根際土容器和四個邊緣蓄土室組成，四個邊緣蓄土室組合成環(huán)形包圍在蓄根際土容器外周；每個邊緣蓄土室與蓄根際土容器之間通過網(wǎng)格膜隔離，相鄰邊緣蓄土室之間通過隔板隔離；所述網(wǎng)格膜上具有四種不同通徑的網(wǎng)孔，且位于同一邊緣蓄土室的網(wǎng)孔通徑相同；不同通徑的所述網(wǎng)孔分別用于，僅允許細菌通過；僅允許細菌和am真菌通過；僅允許細菌、am真菌和植物細根系通過；允許細菌、am真菌和植物所有根系通過。

8、采用前述技術(shù)方案的本實用新型，通過將作為根箱試驗裝置的圓筒形敞口容器分隔為位于中心的蓄根際土容器和包圍在蓄根際土容器外周，并組合形成環(huán)形的多個邊緣蓄土室。通過利用蓄根際土容器與邊緣蓄土室之間網(wǎng)格膜上不同通徑的網(wǎng)孔，形成僅允許細菌侵入；僅允許細菌和am真菌侵入；僅允許細菌、am真菌和植物細根系侵入；以及允許細菌、am真菌和植物所有根系（包括結(jié)構(gòu)根系和細根系）侵入的四個研究區(qū)，從而解決在同一生長背景中土壤生物對周圍環(huán)境的響應(yīng)的問題，研究植物根系和微生物在不同環(huán)境中對土壤結(jié)構(gòu)和功能的影響，并利用差減算法可獲得根系獨立效應(yīng)、對應(yīng)am真菌和細菌的微生物獨立效應(yīng)，以及根系微生物耦合效應(yīng)對土壤結(jié)構(gòu)和生態(tài)功能影響的研究成果，對于揭示土壤生物在土壤中的作用及其響應(yīng)機制具有重要意義。其中，網(wǎng)孔通徑是指網(wǎng)孔允許通過的物質(zhì)直徑，不同區(qū)域的網(wǎng)格膜由于網(wǎng)孔通徑不同，可通過在同一薄膜材料上的不同區(qū)域加工出不同通徑的網(wǎng)孔，也可采用網(wǎng)孔通徑規(guī)格不同的材料，制作成多幅獨立的網(wǎng)格分膜，也可將多幅獨立的網(wǎng)格分膜縫合在一起。在網(wǎng)格分膜采用熱熔性材料時，可通過熱熔焊接方式縫合在一起。

9、優(yōu)選的，所述敞口蓄土容器包括剛性的容器底板，容器底板上固定連接有固定所述網(wǎng)格膜的骨架。以方便網(wǎng)格膜設(shè)置；其中，為確保網(wǎng)格膜強度，，網(wǎng)格膜采用尼龍材質(zhì)制成。

10、進一步優(yōu)選的，所述骨架由多個豎立的支撐條組成，支撐條下端固定在所述容器底板上；所述網(wǎng)格膜由多幅網(wǎng)格分膜組成，每一幅網(wǎng)格分膜對應(yīng)一邊緣蓄土室，每一幅網(wǎng)格分膜的幅寬兩端分別與一所述支撐條固定連接。以提高制作方便性，其中，支撐條可采用粘接方式與容器底板固定。

11、進一步優(yōu)選的，所述骨架由多個門框形分骨架組成，門框形分骨架的兩個門柱下端固定在所述容器底板上；所述網(wǎng)格膜由多幅網(wǎng)格分膜組成，每一幅網(wǎng)格分膜對應(yīng)一邊緣蓄土室，網(wǎng)格分膜的兩側(cè)分別與門框形分骨架的兩個門柱固定連接，網(wǎng)格分膜的上端與門框形分骨架的橫梁固定連接。以提高骨架的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

12、更進一步優(yōu)選的，所述門框形分骨架的橫梁呈圓弧形。以使蓄根際土容器形成圓筒形結(jié)構(gòu)，增大容積。

13、進一步優(yōu)選的，所述容器底板上設(shè)有多個透氣孔。以通過透氣孔使土壤內(nèi)外氣壓平衡，確保水向深部運移，便于植物根系吸收。

14、進一步優(yōu)選的，所述圓筒形的敞口蓄土容器的筒壁、隔板和所述容器底板均由無色透明的亞克力板制成。亞克力板俗稱有機玻璃，屬于高分子材料，具有較好的強度和韌性，能滿足容器的強度要求，同時，可利用無色透明亞克力板的透明特性，方便試驗研究過程中的觀察。

15、優(yōu)選的，所述蓄根際土容器呈圓筒形，且其直徑為敞口蓄土容器直徑的一半。以兼顧植物生長空間和根系觀察空間需求，確保植物生長正常，并獲得全面的觀察效果。

16、優(yōu)選的，所述敞口蓄土容器下方設(shè)有圓形托盤，圓形托盤外周通過圍邊形成容器形結(jié)構(gòu)，圓形托盤與所述敞口蓄土容器的筒底之間設(shè)有多個支腿。以通過托盤儲蓄水，避免多余水污染地面。

17、進一步優(yōu)選的，所述支腿呈圓柱形；所述圓形托盤和由容器底板構(gòu)成的筒底上均設(shè)有與所述支腿緊配合的盲孔。以通過支腿使容器底板與托盤盤底具有適當空間，確保透氣孔與外部環(huán)境連通。

18、本實用新型的有益效果是，通過利用蓄根際土容器與邊緣蓄土室之間網(wǎng)格膜上不同通徑的網(wǎng)孔，形成能夠僅侵入細菌、am真菌、細根及結(jié)構(gòu)根中的一種、兩種或三種，以及四種的多個研究區(qū)，從而解決在同一生長背景中土壤生物對周圍環(huán)境的響應(yīng)的問題，研究植物根系和微生物在不同環(huán)境中對土壤結(jié)構(gòu)和功能的影響，并利用差減算法可獲得根系獨立效應(yīng)、對應(yīng)am真菌和細菌的微生物獨立效應(yīng)，以及根系微生物耦合效應(yīng)對土壤結(jié)構(gòu)和生態(tài)功能影響的研究成果，對于揭示土壤生物在土壤中的作用及其響應(yīng)機制具有重要意義。

具體實施方式

26、下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明，但并不因此將本實用新型限制在的實施例范圍之中。

27、一種用于研究植物根系和微生物對土壤作用的根箱試驗裝置，包括圓筒形的敞口蓄土容器，敞口蓄土容器由位于中心的蓄根際土容器和四個邊緣蓄土室組成，四個邊緣蓄土室組合成環(huán)形包圍在蓄根際土容器外周；每個邊緣蓄土室與蓄根際土容器3之間通過網(wǎng)格膜隔離，相鄰邊緣蓄土室之間通過隔板隔離；所述網(wǎng)格膜上具有四種不同通徑的網(wǎng)孔，且位于同一邊緣蓄土室的網(wǎng)孔通徑相同；不同通徑的所述網(wǎng)孔分別用于，僅允許細菌通過的網(wǎng)孔；僅允許細菌和am真菌通過的網(wǎng)孔；僅允許細菌、am真菌和植物細根系通過的網(wǎng)孔；允許細菌、am真菌和植物結(jié)構(gòu)根系通過的網(wǎng)孔。

28、其中，所述敞口蓄土容器包括構(gòu)成筒底的剛性容器底板，容器底板上固定連接有固定所述網(wǎng)格膜的骨架；骨架由多個豎立的支撐條組成，支撐條下端固定在所述容器底板上；所述網(wǎng)格膜由多幅網(wǎng)格分膜組成，每一幅網(wǎng)格分膜對應(yīng)一邊緣蓄土室，每一幅網(wǎng)格分膜的幅寬兩端分別與一所述支撐條固定連接；容器底板上設(shè)有多個透氣孔，具體是，容器底板共設(shè)有8個透氣孔，邊緣蓄土室占有2個透氣孔。

29、蓄根際土容器呈圓筒形，且其直徑為敞口蓄土容器直徑的一半。圓筒形的敞口蓄土容器的筒壁、隔板和所述容器底板均由無色透明的亞克力板制成。

30、另外，敞口蓄土容器下方設(shè)有圓形托盤，圓形托盤外周通過圍邊形成容器形結(jié)構(gòu)，圓形托盤與所述敞口蓄土容器的筒底之間設(shè)有多個支腿。所述支腿呈圓柱形；所述圓形托盤和由容器底板構(gòu)成的筒底上均設(shè)有與所述支腿緊配合的盲孔，具體是，容器底板底面設(shè)有開口朝下，并與支腿上端緊配的盲孔，圓形托盤設(shè)有開口朝上，并與支腿下端緊配的第二盲孔。

31、其中，網(wǎng)格膜上四種不同通徑的網(wǎng)孔包括5mm、2mm、38μm和1μm四個規(guī)格；網(wǎng)格膜具體由網(wǎng)格分膜、第二網(wǎng)格分膜、第三網(wǎng)格分膜和第四網(wǎng)格分膜共四幅網(wǎng)格分膜組成；其中，網(wǎng)格分膜上的網(wǎng)孔通徑為5mm，允許細菌、am真菌和植物結(jié)構(gòu)根系通過；第二網(wǎng)格分膜上的網(wǎng)孔通徑為2mm，僅允許細菌、am真菌和植物細根系通過；第三網(wǎng)格分膜上的網(wǎng)孔通徑為38μm，僅允許細菌和am真菌通過；第四網(wǎng)格分膜上的網(wǎng)孔通徑為1μm，僅允許細菌通過。

32、本實施例中，骨架由多個門框形分骨架組成，門框形分骨架的兩個門柱下端固定在所述容器底板上；所述網(wǎng)格膜由多幅網(wǎng)格分膜組成，每一幅網(wǎng)格分膜對應(yīng)一邊緣蓄土室，網(wǎng)格分膜的兩側(cè)分別與門框形分骨架的兩個門柱固定連接，網(wǎng)格分膜的上端與門框形分骨架的橫梁固定連接。

33、其中，門框形分骨架的橫梁可呈直線形，也可呈圓弧形。通過直線形橫梁的門框骨架形成的蓄根際土容器為四棱柱形；通過圓弧形橫梁的門框骨架形成的蓄根際土容器為圓柱形。

34、本實施例用于研究植物根系和微生物對土壤作用的根箱試驗裝置的工作過程如下：

35、首先，將土壤樣品和am真菌接種劑按比例混勻后均勻地裝入蓄根際土容器中，將已做不同處理的土壤樣品分別裝入邊緣蓄土室中。

36、其次，在蓄根際土容器中種植植物。

37、，植物、am真菌和細菌在本實用新型的根箱試驗裝置中生長發(fā)育，可以及時獲得根際土壤和非根際土壤中植物根系、am真菌和細菌對環(huán)境因素響應(yīng)的相關(guān)信息資料或數(shù)據(jù)，從而推動土壤生物在土壤形成和功能維持中的作用及其響應(yīng)機制的相關(guān)研究的正常開展。

38、以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特征和本實用新型的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內(nèi)。本實用新型要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。

濟南森農(nóng)農(nóng)業(yè)專注農(nóng)業(yè)科研產(chǎn)品試制，實驗環(huán)境建設(shè)，野外試驗站建設(shè)。開發(fā)了用于面源污染防控的淋溶系列產(chǎn)品，土壤墑情系列產(chǎn)品，野外取土、取水裝置，小型蒸滲儀、農(nóng)業(yè)微環(huán)境氣象站等系列產(chǎn)品。公司暖通團隊致力于食用菌環(huán)境栽培設(shè)施，及動植物等環(huán)境建設(shè)提供整體解決方案。歡迎廣大新老客戶朋友咨詢交流。