一种活动式多用途根室

摘要

一种活动式多用途根室，外壁的上部和下部分别设有顶盖和底托，外壁内设有中心固定轴和至少三个空间分割活页，空间分割活页垂直设置在底托上，外侧与外壁相接，内侧通过套管与中心固定轴连接，顶部设有卡口，卡口上设有杯底为网状结构的定植杯，杯底的中心与中心固定轴连接，定植杯的外壁与卡口之间设有橡胶密封圈。本发明中，根可以自由伸展，利于根系在根室内的均匀分布；可以根据实验目的灵活调节根室具体生长空间；由于由多个根室组成，可以实现对同一株植株的不同部分根系随机采样，最大程度地克服偶然因素影响；根室结构简单，设置灵活，可以重复利于，价格低廉，效果良好，能最大限度模拟根系生长。

权利要求

1.一种活动式多用途根室，包括外壁（1）、定植杯（2）、顶盖（5）、底托（6）、中心固定轴（7）和橡胶密封圈（8），圆筒状的外壁（1）的上部设有顶盖（5），下部设有底托（6），外壁（1）内部的中心位置设有下端固定在底托（6）上的中心固定轴（7），其特征是：外壁（1）内还设有至少三个空间分割活页（3），空间分割活页（3）的高度与外壁（1）相等，空间分割活页（3）垂直设置在底托（6）上，空间分割活页（3）的外侧与外壁（1）相接，内侧通过套管（12）与中心固定轴（7）连接，空间分割活页（3）内侧的顶部设有L形的卡口，定植杯（2）设置在卡口上，定植杯（2）的杯底为网状结构，杯底的中心与中心固定轴（7）连接，定植杯（2）的外壁与卡口之间设有橡胶密封圈（8）；

所述的顶盖（5）和底托（6）均为圆盘结构，其表面上均设有通孔（9），顶盖（5）的中心位置还设有放置定植杯（2）的孔。

2.根据权利要求1所述的一种活动式多用途根室，其特征是：所述的空间分割活页（3）的数量为4~6个，且所有空间分割活页（3）上的套管位置均不重合。

3.根据权利要求1或2所述的一种活动式多用途根室，其特征是：在空间分割活页（3）的上部和下部分别设有圆孔，圆孔中设有用于固定空间分割活页（3）的定位罗圈（4），定位罗圈（4）的外表面设有螺纹，并配有螺母。

4.根据权利要求1或2所述的一种活动式多用途根室，其特征是：空间分割活页（3）与外壁（1）、顶盖（5）和底托（6）之间均设有密封橡胶垫。

5.根据权利要求1所述的一种活动式多用途根室，其特征是：所述的中心固定轴（7）上设有螺纹，并配有螺母。

6.根据权利要求1所述的一种活动式多用途根室，其特征是：所述的底托（6）上设有挡圈（10），挡圈（10）的外缘与底托（6）的外缘重合；底托（6）外侧的下部还设有基托（11）。

说明书

一种活动式多用途根室

技术领域

[0001] 本发明涉及生物学领域的植物根系研究方面，具体的说是一种活动式多用途根室。

背景技术

[0002] 植物根系呼吸是陆地生态系统碳循环的重要途径和组成部分，根系呼吸的数据是估算地下碳库及判断其与大气二氧化碳源/汇关系的关键。由于根系生长环境的特殊性，对根系研究一直缺乏可靠的技术手段，尤其是在估计根系呼吸方面。

[0003] 目前，研究根系呼吸的装置，主要分原位和模拟两类：根呼吸的原位研究主要通过田间设置大气采样装置或碳同位素示踪，获得包括根系在内的土壤呼吸或碳信号数据，通过对比没有植物根系生长土壤的呼吸与根系生长前后的碳信号数据，间接估计植物根系呼吸数据；相比较而言，模拟途径主要是在室内，利用各种营养液、根室培养植物，获得根系后，测定离体根段或者全株根系的呼吸数据，直接获得根系的呼吸数据。显然，在模拟过程中，根系的采集方法与生长环境对研究结果影响很大。其中，如何更准确地估计根系在植株生长状态下活性强度、根系与根际微生物交互作用对二氧化碳呼吸的影响方面的数据是这些研究的难点。

[0004] 2007年，寇太记等曾报道过一种“分根集气生长箱”，他们把传统的根箱分隔为对称的两部分，并在两室的中间上部加设一个小的植苗室，植株种植在植苗室，并让根系通过植苗室侧壁的两个小孔分别伸展到两个对称的根箱中去。在取样时，洗去一个根室的泥土，作为集气室，用于测定根系的呼吸；另一根室的泥土保留，一方面作为维持植物正常生理所需，另一方面作为对照，结合无植株对照，计算根系与根际微生物互作对呼吸的贡献。该装置较好地解决了根系、根系微生物、土壤本体三部分的呼吸测定难题。但是，该装置在设计上仍有一些问题需要克服：

[0005] 1、该生长箱结构固定，不便于操作，后期在测定根系呼吸过程中，需要把集气室内的泥土冲洗掉，并吸干根系上所附着的水膜，且不损伤根，同时由于控制实验误差需要，整个过程包括把生长箱从田间挖出，到洗根，到重新安装到田间，并完成测定，需要在10 min内完成，2007年所提供的设计较难保证该过程按时高质完成；

[0006] 2、生长箱为方形结构，而根系为绕植物立地点作放射状分布，生长箱不能很好适应根生长习性，生长箱空间未得到充分利用；

[0007] 3、根生长室与植苗室间仅依靠一个小孔连接，不可避免地影响根的生长，同时根在两个根室内的分布偶然性大，有可能难以得到足够多的活体根供测定用。

发明内容

[0008] 为解决上述技术问题，本发明提供了一种活动式多用途根室。

[0009] 本发明为解决上述技术问题采用的技术方案为：一种活动式多用途根室，包括外壁、定植杯、顶盖、底托、中心固定轴和橡胶密封圈，圆筒状的外壁的上部设有顶盖，下部设有底托，外壁内部的中心位置设有下端固定在底托上的中心固定轴，中心固定轴上设有螺纹，并配有螺母；外壁内还设有至少三个空间分割活页，空间分割活页的高度与外壁相等，空间分割活页垂直设置在底托上，空间分割活页的外侧与外壁相接，内侧通过套管与中心固定轴连接，空间分割活页内侧的顶部设有的卡口，定植杯设置在卡口上，定植杯的杯底为网状结构，杯底的中心与中心固定轴连接，定植杯的外壁与卡口之间设有橡胶密封圈；空间分割活页与外壁、顶盖和底托之间均设有密封橡胶垫；

[0010] 顶盖和底托均为圆盘结构，其表面设有通孔，顶盖的中心位置还设有放置定植杯的孔；底托上设有挡圈，挡圈的外缘与底托的外缘重合，底托外侧的下部还设有基托；

[0011] 本发明中，空间分割活页的数量为4~6个，且所有空间分割活页上的套管位置均不重合；在空间分割活页的上部和下部分别设有圆孔，圆孔中设有用以固定空间分割活页的定位罗圈，定位罗圈的外表面设有螺纹，并配有螺母。

[0012] 在本发明中，底托下设有基托，使得底托与水平面保留一定的空间，满足实验操作的需要。

[0013] 有益效果：本发明中，根可以自由伸展，利于根系在根室内的均匀分布；可以根据实验目的灵活调节根室具体生长空间；由于由多个根室组成，可以实现对同一株植株的不同部分根系随机采样，最大程度地克服偶然因素影响；根室结构简单，设置灵活，可以重复利于，价格低廉，效果良好，能最大限度模拟根系生长。

附图说明

[0014] 图1为本发明的纵向剖面图；

[0015] 图2为空间分割活页的结构图；

[0016] 图3为顶盖的结构图；

[0017] 图4为底托的结构图；

[0018] 图5为定植杯结构图；

[0019] 附图标记：1、外壁，2、定植杯，3、空间分割活页，4、定位罗圈，5、顶盖，6、底托，7、中心固定轴，8、橡胶密封圈，9、通孔，10、挡圈，11、基托，12、套管。

具体实施方式

[0020] 下面结合附图及实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不仅限于此，可以根据实际需要来改变本发明的大小。

[0021] 实施例1

[0022] 一种活动式多用途根室，包括外壁1、定植杯2、顶盖5、底托6、中心固定轴7和橡胶密封圈8，外壁1的上部设有顶盖5，下部设有底托6，内部的中心位置设有下端固定在底托6上的中心固定轴7；

[0023] 其中：外壁1为圆筒状柱体，内径20cm、高25cm、壁厚0.5cm，为PVC材料制成；

[0024] 定植杯2内径5cm，杯内深6cm，壁厚0.3cm，也用PVC材料制成，底部为孔径0.2cm的网状结构，中心处设有直径为0.5cm的固定孔；定植杯2外环套高6cm、厚0.1cm的密封橡胶圈8；

[0025] 底托6为直径22cm、厚0.5cm的圆盘结构，在底托6上设置有高和厚均为1cm的挡圈10，挡圈10的外缘与底托6的外缘重合；在距离底托6外缘6cm处均匀设有孔径为0.5cm的通孔9，并在中心位置设有用于固定中心固定轴7的、孔径为0.5cm的孔，底托6外侧的下部设有长、宽、高均为2cm的基托11；

[0026] 顶盖5与底托6对称设置，顶盖5的中心位置设有孔径为5.8cm的孔，用于放外部环套橡胶密封圈8的定植杯2；

[0027] 外壁1内还设有4个空间分割活页3，空间分割活页3为高25cm、宽9.9cm、厚0.3cm的矩形板，空间分割活页3垂直设置在底托6上，一侧与外壁1连接，另一侧顶部切去高5.7cm、宽2.5cm的卡口，卡口的下方设有内径为0.5cm、厚0.1cm、长3cm的套管12，每个空间分割活页3上的套管12位置均不重合；套管12中设有中心固定轴7，中心固定轴7为外径0.5cm、长20.5cm的不锈钢钢筋制成，外部设有螺纹，并通过螺母将空间分割活页3和定植杯2固定在底托6上；

[0028] 在空间分割活页3的上部和下部分别距离边部2cm处设有孔径0.5cm的圆孔，圆孔中设有用以固定空间分割活页3的定位罗圈4，定位罗圈4的外径为0.2cm，外表面设有螺纹，并配有螺母；空间分割活页3除套管外的侧边均环套宽0.35cm、厚0.1cm的密封橡胶垫。

[0029] 在使用时，首先把4片空间分割活页3安装到中心固定轴7上；在卡口上放置好定植杯2；把定位罗圈4和螺母穿在空间分割活页3上，调整好角度后，固定定位罗圈4上的螺母；把底托6安装在中心定位轴7的底部，并把外部调节土壤湿度的水管连接到底托6上的通孔9中；以市售的密封油再密封各处接缝；把准备好的种植土壤依次按照实验要求填入根室的各分室内，并达到20 cm深为标准；在种植杯2底部播撒种子或幼苗，而后再填入1 cm厚的土壤；完成以上步骤后，最后安上顶盖5；

[0030] 完成上述处理后，即可进行根呼吸测定、湿生植物根呼吸的模拟测定和土壤养分异质性与根分布关系的研究。

[0031] 一、根呼吸测定：

[0032] 按照要求组装并调整好各分室后，种植上植株，进行预处理；在测定时，首先取下顶盖5，再取下根室外壁1，按照实验设计方案随机地把挑选的根室的泥土冲洗掉，留下完整的根系，用吸水纸吸干根表面附着的水分后，再把根室外壁1和顶盖5安装回去，密封固定好，重新构成一个完整的根室。在取样时，通过顶盖5上的通孔9，分别测定根室内的温度、压力，并抽吸气体样品，利用气相色谱测定二氧化碳的浓度，计算根呼吸量。

[0033] 二、湿生植物根呼吸的模拟测定：

[0034] 按照要求组装并调整好各分室后，种植上植株，进行预处理；在测定时，首先通过根室底托6上的通孔9，连接氮气、氧气的混合气体供应管，利用这两种气体的不同比例模拟不同的厌氧环境，而后，在顶盖5的通孔9中安装温度计、压力计和取样器，抽吸气体样品和相应参数，利用气相色谱测定二氧化碳的浓度，计算根呼吸量。

[0035] 三、在土壤养分异质性与根分布关系研究中的应用：

[0036] 按照实验要求组装并调整好根室的空间分割活页3后，分别在不同分室内填入养分浓度不同的土壤，在种植杯2中种上种子或植株进行培养；预处理时间达到实验要求后，取下顶盖5和外壁1，冲洗泥土，获得完整的根系在不同分室内的根，供研究土壤养分与根长、根表面积、根分枝、根生物量等方面的参数。

[0037] 实施例2

[0038] 一种活动式多用途根室，包括外壁1、定植杯2、顶盖5、底托6、中心固定轴7和橡胶密封圈8，外壁1的上部设有顶盖5，下部设有底托6，内部的中心位置设有下端固定在底托6上的中心固定轴7；

[0039] 其中：外壁1为圆筒状柱体，内径20cm、高25cm、壁厚0.5cm，为PVC材料制成；

[0040] 定植杯2内径5cm，杯内深6cm，壁厚0.3cm，也用PVC材料制成，底部为孔径0.2cm的网状结构，中心处设有直径为0.5cm的固定孔；定植杯2外环套高6cm、厚0.1cm的密封橡胶圈8；

[0041] 底托6为直径22cm、厚0.5cm的圆盘结构，在底托6上设置有高和厚均为1cm的挡圈10，挡圈10的外缘与底托6的外缘重合；在距离底托6外缘6cm处均匀设有孔径为0.5cm的通孔9，并在中心位置设有用于固定中心固定轴7的、孔径为0.5cm的孔，底托6外侧的下部设有长、宽、高均为2cm的基托11；

[0042] 顶盖5与底托6对称设置，顶盖5的中心位置设有孔径为5.8cm的孔，用于放外部环套橡胶密封圈8的定植杯2；

[0043] 外壁1内还设有5个空间分割活页3，空间分割活页3为高25cm、宽9.9cm、厚0.3cm的矩形板，空间分割活页3垂直设置在底托6上，一侧与外壁1连接，另一侧顶部切去高5.7cm、宽2.5cm的卡口，卡口的下方设有内径为0.5cm、厚0.1cm、长2.5cm的套管12，每个空间分割活页3上的套管12位置均不重合；套管12中设有中心固定轴7，中心固定轴7为外径0.5cm、长20.5cm的不锈钢钢筋制成，外部设有螺纹，并通过螺母将空间分割活页3和定植杯2固定在底托6上；

[0044] 在空间分割活页3的上部和下部分别距离边部2cm处设有孔径0.5cm的圆孔，圆孔中设有用以固定空间分割活页3的定位罗圈4，定位罗圈4的外径为0.2cm，外表面设有螺纹，并配有螺母；空间分割活页3除套管外的侧边均环套宽0.35cm、厚0.1cm的密封橡胶垫。

[0045] 在使用时，首先把5片空间分割活页3安装到中心固定轴7上；在卡口上放置好定植杯2；把定位罗圈4和螺母穿在空间分割活页3上，调整好角度后，固定定位罗圈4上的螺母；把底托6安装在中心定位轴7的底部，并把外部调节土壤湿度的水管连接到底托6上的通孔9中；以市售的密封油再密封各处接缝；把准备好的种植土壤依次按照实验要求填入根室的各分室内，并达到20 cm深为标准；在种植杯2底部播撒种子或幼苗，而后再填入1 cm厚的土壤；完成以上步骤后，最后安上顶盖5；

[0046] 完成上述处理后，即可进行根呼吸测定、湿生植物根呼吸的模拟测定和土壤养分异质性与根分布关系的研究，具体步骤见实施例1。

[0047] 实施例3

[0048] 一种活动式多用途根室，包括外壁1、定植杯2、顶盖5、底托6、中心固定轴7和橡胶密封圈8，外壁1的上部设有顶盖5，下部设有底托6，内部的中心位置设有下端固定在底托6上的中心固定轴7；

[0049] 其中：外壁1为圆筒状柱体，内径20cm、高25cm、壁厚0.5cm，为PVC材料制成；

[0050] 定植杯2内径5cm，杯内深6cm，壁厚0.3cm，也用PVC材料制成，底部为孔径0.2cm的网状结构，中心处设有直径为0.5cm的固定孔；定植杯2外环套高6cm、厚0.1cm的密封橡胶圈8；

[0051] 底托6为直径22cm、厚0.5cm的圆盘结构，在底托6上设置有高和厚均为1cm的挡圈10，挡圈10的外缘与底托6的外缘重合；在距离底托6外缘6cm处均匀设有孔径为0.5cm的通孔9，并在中心位置设有用于固定中心固定轴7的、孔径为0.5cm的孔，底托6外侧的下部设有长、宽、高均为2cm的基托11；

[0052] 顶盖5与底托6对称设置，顶盖5的中心位置设有孔径为5.8cm的孔，用于放外部环套橡胶密封圈8的定植杯2；

[0053] 外壁1内还设有6个空间分割活页3，空间分割活页3为高25cm、宽9.9cm、厚0.3cm的矩形板，空间分割活页3垂直设置在底托6上，一侧与外壁1连接，另一侧顶部切去高5.7cm、宽2.5cm的卡口，卡口的下方设有内径为0.5cm、厚0.1cm、长2cm的套管12，每个空间分割活页3上的套管12位置均不重合；套管12中设有中心固定轴7，中心固定轴7为外径0.5cm、长20.5cm的不锈钢钢筋制成，外部设有螺纹，并通过螺母将空间分割活页3和定植杯2固定在底托6上；

[0054] 在空间分割活页3的上部和下部分别距离边部2cm处设有孔径0.5cm的圆孔，圆孔中设有用以固定空间分割活页3的定位罗圈4，定位罗圈4的外径为0.2cm，外表面设有螺纹，并配有螺母；空间分割活页3除套管外的侧边均环套宽0.35cm、厚0.1cm的密封橡胶垫。

[0055] 在使用时，首先把6片空间分割活页3安装到中心固定轴7上；在卡口上放置好定植杯2；把定位罗圈4和螺母穿在空间分割活页3上，调整好角度后，固定定位罗圈4上的螺母；把底托6安装在中心定位轴7的底部，并把外部调节土壤湿度的水管连接到底托6上的通孔9中；以市售的密封油再密封各处接缝；把准备好的种植土壤依次按照实验要求填入根室的各分室内，并达到20 cm深为标准；在种植杯2底部播撒种子或幼苗，而后再填入1 cm厚的土壤；完成以上步骤后，最后安上顶盖5；

[0056] 完成上述处理后，即可进行根呼吸测定、湿生植物根呼吸的模拟测定和土壤养分异质性与根分布关系的研究，具体步骤见实施例1。