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1、(10)申请公布号 CN 103749205 A (43)申请公布日 2014.04.30 CN 103749205 A (21)申请号 201410018706.0 (22)申请日 2014.01.15 A01G 9/10(2006.01) A01G 7/00(2006.01) (71)申请人 华南理工大学 地址 510640 广东省广州市天河区五山路 381 号 (72)发明人 牛晓君 李丽 (74)专利代理机构 广州市华学知识产权代理有 限公司 44245 代理人 宫爱鹏 (54) 发明名称 一种根际土壤分离与收集的植物根袋综合培 养装置 (57) 摘要 本发明公开了一种根际土壤分离与收。
2、集的植 物根袋综合培养装置， 其特征在于， 包括一筒体， 在筒体底部设有网架， 网架上放置滤网， 滤网将筒 体分为上部的土壤区和下部的储水区 ； 土壤区的 中部设有根袋网筒， 该网筒将土壤区分隔为中心 室和环形边室 ； 紧贴网筒的外侧设有一网眼圆形 插片或至少两个依次紧贴的网眼圆形插片 ； 储水 区的筒体上设有出水口， 由该出水口向其上方的 筒体侧壁延伸形成一定位槽， 所述定位槽内设有 透明水管， 水管上标有刻度线， 水管的下端口与筒 体的出水口连通。 采用本发明的装置能方便、 准确 地实现对根际不同毫米级的土壤分离与收集。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 2。
3、 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 (10)申请公布号 CN 103749205 A CN 103749205 A 1/1 页 2 1. 一种根际土壤分离与收集的植物根袋综合培养装置， 其特征在于， 包括一筒体， 在筒 体底部设有网架， 网架上放置滤网， 滤网将筒体分为上部的土壤区和下部的储水区 ； 土壤区 的中部设有根袋网筒， 该网筒将土壤区分隔为中心室和环形边室 ； 紧贴网筒的外侧设有一 网眼圆形插片或至少两个依次紧贴的网眼圆形插片 ； 储水区的筒体上设有出水口， 由该出 水口向其上方的筒体侧壁延伸形成一定位槽， 所述定位。
4、槽内设有透明水管， 水管上标有刻 度线， 水管的下端口与筒体的出水口连通。 2. 根据权利要求 1 所述的装置， 其特征在于， 所述网眼圆形插片由支撑架和粘附于支 撑架侧边的网组成。 3.根据权利要求1或2所述的装置， 其特征在于， 所述根袋网筒和网眼圆形插片上的网 均为网孔直径 25 微米的尼龙网。 4.根据权利要求1或2或3所述的装置， 其特征在于， 所述土壤区的筒体上设有4个透 气孔， 并用两层纱布包裹住筒体。 5. 根据权利要求 1 或 2 所述的装置， 其特征在于， 所述筒体的出水口处设有一个三通 管， 一个管口连接储水区， 一个管口连接透明水管， 余下的管口为排水口。 权 利 要 。
5、求 书 CN 103749205 A 2 1/3 页 3 一种根际土壤分离与收集的植物根袋综合培养装置 技术领域 0001 本发明涉及一种植物根袋培养装置， 特别是一种用于根际土壤分离与收集的植物 根袋综合培养装置。 背景技术 0002 根际是指根土界面不足1毫米到几毫米范围的微区土壤,也是植物土壤微 生物与其环境条件相互作用的场所。由于根毛和根分泌物的作用 , 以及根际范围内较强的 微生物活动 , 使根际土壤物理、 化学和生物学等方面的特性明显不同于土体土壤。因而， 植 物根际土壤的养分状况比整个土体更能反映对植物的有效性。因此， 根际的养分环境和土 壤微生物活动一直是植物营养领域中的研究热。
6、点。大量研究结果表明， 由于植物的吸收速 率和土壤中各种养分移动性的大小不同， 根际土壤中的养分分布是不均一的。对于根际土 壤的分离与收集方法， 传统研究多采用人为抖动法和根袋法。这两种方法在不同的植物种 类、 土壤类型及田间湿度等条件下存在取样量不均一的缺陷， 且易导致少数根系组织尤其 是根毛的残留。 目前研究根际环境的方法主要有放射性自显影法、 微区土壤剥落分离法、 冰 冻切片法、 微电极法和电子探针法等。这些方法在分离与收集根际土壤方面总存在相应的 缺陷。 为了获得离根表不同距离的土壤样品， 人们设计了方框三室根箱培养装置。 然而该装 置的隔根网不易绷紧， 在拆卸过程中给取土带来不便， 。
7、或多或少破坏了根际土， 误差较大。 并且该装置不能与外界的空气流通， 使得植物根部不能获得吸收空气中养分的机会。 另外， 方框三室根箱培养装置因不同根室的土壤裂隙差异导致灌水的不均一， 而且由于底部的封 闭式设置， 使得使用者不仅无法得知装置内部水位的高低， 当遇到大雨时， 也无法对多余的 水分进行调节， 进而因蓄水过多而导致植物根部腐烂而死亡， 影响了试验的进行。 发明内容 0003 本发明要解决的技术问题在于提供一种用于根际土壤分离与收集的植物根袋综 合培养装置， 根袋装置的设置能方便、 准确地对离根不同距离的土壤进行取样。 采用本发明 的装置不仅能通过透气孔与外界空气流通， 还具有储水的。
8、空间， 且亦能随时方便观察其内 部水位高低， 以及更具备有方便调节水位功能， 提升了植物的存活率。 0004 本发明的目的通过以下技术方案实现 ： 0005 一种根际土壤分离与收集的植物根袋综合培养装置， 包括一筒体， 在筒体底部设 有网架， 网架上放置滤网， 滤网将筒体分为上部的土壤区和下部的储水区 ； 土壤区的中部设 有根袋网筒， 该网筒将土壤区分隔为中心室和环形边室 ； 紧贴网筒的外侧设有一网眼圆形 插片或至少两个依次紧贴的网眼圆形插片 ； 储水区的筒体上设有出水口， 由该出水口向其 上方的筒体侧壁延伸形成一定位槽， 所述定位槽内设有透明水管， 水管上标有刻度线， 水管 的下端口与筒体的。
9、出水口连通。 0006 上述滤网为金属、 塑料材质或者海绵材质。 0007 所述网眼圆形插片由支撑架和粘附于支撑架侧边的网组成， 支撑架的厚度为 1mm。 说 明 书 CN 103749205 A 3 2/3 页 4 0008 所述根袋网筒和网眼圆形插片上的网均为网孔直径 25 微米的尼龙网。 0009 所述土壤区的筒体上设有 4 个透气孔， 并用两层纱布包裹住筒体。 0010 所述筒体的出水口处设有一个三通管， 一个管口连接储水区， 一个管口连接透明 水管， 余下的管口为排水口。 0011 根际土壤取样方法 ： 取出圆柱中心室 （即植物生长室） ， 并于环形边室中取出不同 位置处的网眼圆形插。
10、片， 收集其中承载的土壤样品， 即可达到根际不同毫米级土层分离收 集的目的。 0012 本发明的一种根际土壤分离与收集的植物根袋综合培养装置， 具有以下优点和有 益效果 ： 0013 1、 由于有塑料水管嵌置于该柱体外缘定位槽的结构， 以及其上的刻度线， 且塑料 水管与筒体内部的储水区连通， 能透过该塑料水管释放过多的水分， 以及可以直观地观察 内部水位的高低。 0014 2、 本发明采用毛细管上吸灌水方式， 即通过外设的塑料水管向储水区注水， 使筒 体内部储水区的水分得以自然挥发上升， 有助于土壤的湿润 ； 解决了从上部灌水导致表土 结壳、 灌水不均等问题。 0015 3、 由于筒体有储水区。
11、， 在对植物从上部施肥过程中， 可以将多余施放肥料的水分 收集起来， 回收再利用。 0016 4、 由于在筒体上穿有 4 个透气孔， 空气可以方便地进入土壤间隙， 既有利于根的 有氧呼吸， 也能抑制反硝化细菌的活动， 防止氮肥反硝化损失。 0017 5、 通过采用不同数量的网眼圆形插片， 可十分方便地获取所需的根际土壤， 大大 简化了根际土壤分离与收集的方法与步骤。 附图说明 0018 图 1 是本发明装置使用状态的剖面示意图 ； 0019 图 2 是图 1 的立体结构示意图 ； 0020 图 3 是根袋网筒的结构示意图 ； 0021 图 4 是网眼圆形插片支撑架的结构示意图。 具体实施方式 。
12、0022 参照附图， 对本发明的具体实施方式进行详细说明。 0023 如图 1、 2 所示， 给出了一种根际土壤分离与收集的植物根袋综合培养装置， 包括 一筒体 1， 在筒体 1 底部设有网架 2， 网架 2 上放置滤网 4， 滤网 4 将筒体 1 分为上部的土壤 区 11 和下部的储水区 12 ； 土壤区的中部设有根袋网筒 3， 该网筒 3 将土壤区分隔为圆柱中 心室 5 和环形边室 6 ； 环形边室 6 内的网眼圆形插片 7 无间隙地与相邻的网筒 3 紧贴， 且所 有的网眼圆形插片 7 彼此之间无间隙地紧贴 ； 储水区的筒体上设有出水口 10， 由该出水口 向其上方的筒体侧壁延伸形成一定位。
13、槽 8， 所述定位槽 8 内设有透明塑料水管 9， 水管上标 有刻度线。水管 9 的下端口与筒体的出水口 10 连通。所述土壤区的筒体上设有 4 个透气 孔 13， 并用两层纱布包裹住筒体。 0024 筒体1用PVC板加工制成， 厚度为5mm， 根袋网筒3可以取出， 以方便植物栽种和植 说 明 书 CN 103749205 A 4 3/3 页 5 物结束培养时的取样操作。 0025 如图 4 所示， 该网眼圆形插片 7 由内空的支撑架 71 和粘附于支撑架 71 侧边的网 组成 （上下底部无网） ， 该网为网孔直径为25微米的尼龙网， 该尼龙网非常薄， 其厚度可忽略 不计， 并不影响实际使用时。
14、达到各网眼圆形插片 7 和根袋网筒 3 彼此之间无间隙紧贴的目 的。支撑架由 1mm 厚的环氧树脂制成， 环氧树脂质地坚硬且膨胀系数远大于尼龙网， 因此可 确保任何湿度条件下网眼圆形插片 7 的网上承载的土层厚度的精确性， 这样就能严格控制 根际微域内各目标土层 1mm 的厚度大小。 0026 网眼圆形插片 7 所需的数量， 是根据实际情况而定的。比如需要采集据根表 4mm 处的根际土壤， 则需要在环形边室 6 内紧贴根袋网筒 3 处依次平行插入 3 张网眼圆形插片 7， 这 3 张网眼圆形插片 7 彼此无间隙紧贴。取样时， 靠近根袋网筒 3 方向上的第 3 张网眼 圆形插片 7 中承载的土样。
15、即为根际微域中距离根表 4mm 处的根际土壤。 0027 当该网架 2 置于该筒体 1 的底部时， 可在其底部处区隔出一储水区 12。滤网 4 为 一般具有过滤杂质的物件， 孔径为 100 微米， 平置于该网架 2 上方。 0028 本发明的植物根袋综合培养装置， 实际使用过程如下 ： 0029 首先， 在筒体 1 的底部加入适量的水 （通过定位槽 8 内的透明塑料水管 9 观看） ， 接 着放入网架 2 和滤网 4， 然后放入根袋网筒 3 和网眼圆形插片 7。同时计算在相同装土高度 时， 圆柱中心室 5 和环形边室 6 的用土量， 土壤需要事先研磨过筛。将土壤按照相应的用土 量， 分别装入圆。
16、柱中心室 5 和环形边室 6， 为防止尼龙网被土挤压变形， 两个室的土壤分层 装入， 装完后， 圆柱中心室 5 和环形边室 6 内的土壤应处于同一高度。在圆柱中心室 5 栽入 幼苗， 在圆柱中心室 5 内的植物根系开始伸展， 由于受到孔径为 25 微米的根袋网筒 3 的阻 隔， 根系会在根袋网筒 3 上聚集， 因此根系只能位于圆柱中心室 5， 而不能进入环形边室 6 内。根袋网筒 3 即成为根土界面， 圆柱中心室 5 内与根袋网筒 3 接触的土壤即为根际土壤。 0030 利用该塑料水管 9 嵌置于该筒体 1 外缘定位槽 8 的结构， 以及其上的刻度线， 可以 直观地观察内部水位的高低。而当室外。
17、下雨， 或水分太多时， 则能将该储水区 12 中多余的 水分向外排出， 增进种植植物的便利性与实用性。 0031 当需要进行根际土壤取样时， 取出圆柱中心室 5（即植物生长室） ， 并于环形边室 6 中取出不同位置处的网眼圆形插片 7， 收集其中承载的土壤样品， 即可达到根际不同毫米级 土层分离收集的目的。 0032 以上仅是本发明的一个具体实施例。本发明不限于以上实施例， 还可以有许多变 形。 说 明 书 CN 103749205 A 5 1/2 页 6 图 1 图 2 图 3 说 明 书 附 图 CN 103749205 A 6 2/2 页 7 图 4 说 明 书 附 图 CN 103749205 A 7 。