專利名稱：：一種植物根系水分提升作用測定裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及植物根系水分提升作用的測定，具體地說是一種植物根系水分提升作用測定裝置。
背景技術(shù)：
：植物水分提升作用是指當(dāng)植物夜間蒸騰降低后，處于深層濕潤土壤中的部分根系吸收水分，并通過輸導(dǎo)組織運(yùn)送至淺層根系，進(jìn)而釋放到周圍較干燥的上層土壤中的一種現(xiàn)象，這種植物根系將深層土壤水分向干燥上層提升的水分運(yùn)動(dòng)過程，通常稱為水分提升作用，根系所釋放的水分能被同種或其它相鄰植物重新吸收利用。植物的這種水分運(yùn)動(dòng)過程有助于緩解干旱、半干旱地區(qū)土壤水分的空間異質(zhì)性，改善植物的土壤水分環(huán)境，對干旱半干旱地區(qū)土壤水分脅迫的緩解提供了一種途徑，不僅對水分提升植物的本身，而且對相鄰植物均有助于實(shí)現(xiàn)水分平衡，在干旱半干旱區(qū)植被建設(shè)方面具有重要的潛在意義。迄今己發(fā)現(xiàn)近60種植物(43種木本，16種草本)有水分再分配現(xiàn)象。_表l具備水分提升作用的植物種類_<table>tableseeoriginaldocumentpage3</column></row><table>相關(guān)參考文獻(xiàn)1.李唯，倪郁，胡自治等.植tl^掛K作用研艦評(píng).西北植物學(xué)報(bào).2003，23(6):1056~1062.2陳亞明，傅華等.根一土界面水分再分配研究現(xiàn)狀與展望.生態(tài)對艮.2004,24(5):聽1047*3何興東，高玉葆.千旱區(qū)水力提升的生態(tài)作用.生態(tài)學(xué)報(bào).2003，23(5):996~1002.4許旭旦，褚涵素植娜部的7j0H鄉(xiāng)舒嫁.植物生理學(xué)通訊.1995，31(4):241245。植物根系提水作用的測定方法是這一現(xiàn)象研究的重要研究內(nèi)容，目前主要方法有以下三種類型；(1)測定植物根系周圍土壤水分含量或水勢的變化。(2)用氫同位素示蹤方法測定植物根際不同空間潛水和土壤水中的氫穩(wěn)定同位素的比率。(3)用微氣象能量平衡法測定植物的水分再分配。以往測定方法中對水分提升作用的數(shù)量測定、發(fā)生動(dòng)態(tài)、對相鄰植物的作用等方面無法給予明確信息，成為這一研究領(lǐng)域急待解決的問題。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的在于提供一種植物根系水分提升作用測定裝置，準(zhǔn)確測定植物水分提升作用發(fā)生數(shù)量、動(dòng)態(tài)、對周邊土壤水分條件的影響。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種植物根系水分提升作用測定裝置，其為一豎向放置且上方開口的箱式容器，其內(nèi)填充有植物種植用的土壤，在填充的土壤上表面向下50一60cm處橫向設(shè)置有隔水但可透過植物根系的凡士林層，使容器分成上、下層兩個(gè)分區(qū)A和C，在容器的上、下層兩個(gè)分區(qū)A和C內(nèi)均埋設(shè)有TDR土壤水分測定器，容器內(nèi)種植具有水分提升作用的植物。所述容器的至少一個(gè)側(cè)面最好為透明板材制成，以方便觀察植物根系生長狀態(tài)；凡士林層厚度可為5-8mm;且最好在A區(qū)的土壤表面設(shè)置有用于封閉的石蠟層；所述容器上層分區(qū)A的外側(cè)設(shè)置有另一填充有植物種植用的土壤的區(qū)域B，其內(nèi)種植用于對照的常規(guī)普通植物，A和B之間采用可透水但能隔離植物根系的網(wǎng)篩分隔；在A區(qū)和B區(qū)的土壤表面最好設(shè)置有用于封閉的石蠟層。本發(fā)明通過控制裝置內(nèi)水分交流和根系分布，采用TDR土壤水分測定系統(tǒng)，根據(jù)不同區(qū)域土壤水分差異，計(jì)算植物根系水分提升數(shù)量、發(fā)生條件和動(dòng)態(tài)特征，是一種準(zhǔn)確、方便測定植物根系水分提升作用的裝置；其主要涉及上述第一種方法(測定植物根系周圍土壤水分含量或水勢的變化)，即通過測定植物根系周圍土壤水分含量變化，測定其水分提升作用，試驗(yàn)裝置的基本原理是采用"分根系統(tǒng)"，將植物根系分布于上下或左右兩個(gè)區(qū)域，維持這兩個(gè)區(qū)域之間水分無法直接交流，將其中一個(gè)區(qū)域給予充分供水，另一個(gè)區(qū)域維持一定的干旱強(qiáng)度，通過水分提升作用植物的釋水作用，將水分充足區(qū)域的水分輸送到干旱土壤中。通過測定干旱區(qū)域土壤水分的變化，證明及測定水分提升作用。圖l為植物根系水分提升作用測定根箱示意圖；其中l(wèi)為具有水分提升功能的植物，2為表層石蠟層，3為普通淺根系植物，4為TDR水分測定系統(tǒng)，5為紗網(wǎng)，6為凡士林層，7為鐵板，8為下層入水口，9為TDR探頭。具體實(shí)施例方式本實(shí)例裝置為一個(gè)上下層分區(qū)結(jié)構(gòu)容器，材料為2mm厚度鐵皮，上口為規(guī)格為60cmX100cm，深度為100cm，其中容器一個(gè)側(cè)面(100cmX100cm面)使用玻璃為材料，以方便觀察植物根系生長狀態(tài)；在容器50cm深度處將容器空間分為上下兩層，再將上層空間分為左右兩個(gè)區(qū)域(A，B)，A和B之間采用可透水但能隔離根系的材料(根據(jù)植物吸收根系的體積，通常植物細(xì)根系直徑在0.40.8mm之間，紗網(wǎng)規(guī)格范圍應(yīng)該在0.35mm-0.198mm，能夠達(dá)到技術(shù)要求的應(yīng)用4080目紗網(wǎng)，)分隔開，即保持A、B區(qū)域之間水分可交流但根系無法透過；另外，A區(qū)與下層區(qū)域之間分隔采用隔水但可透過根系的材料(凡士林層，厚度8mm)，B區(qū)與下層區(qū)域之間使用完全隔離的材料(鐵皮，厚度2mm)分隔，保證B區(qū)與下層無直接聯(lián)系。上下層區(qū)域分別供水。實(shí)驗(yàn)中將容器內(nèi)填加土壤，將水分提升作用植物種植于A箱，普通植物植于B箱(如圖l)。試驗(yàn)中先種植具水分提升功能的植物于A區(qū)，上下層根箱正常供水，待A區(qū)植物根系進(jìn)入下層根箱后(通過玻璃側(cè)面觀察可見根系分布)，種植普通植物于B箱，給予正常水分供給，待B箱植物根系充分分布于B箱后，開始試驗(yàn)觀測，將A、B根箱表層土壤表面用石蠟(2mm厚度)封閉，上層(A、B區(qū)域)土壤停止水分供應(yīng)，下層土壤充足供應(yīng)水分，每間隔4小時(shí)觀測根箱(A、B和下層空間)中土壤水分變化(通過埋設(shè)TDR土壤水分測定設(shè)備)，連續(xù)觀測72120小時(shí)，通過計(jì)算A區(qū)和B區(qū)土壤水分的增量，計(jì)算單位體積土壤中，單株植物的水分提升作用數(shù)量、發(fā)生條件和動(dòng)態(tài)特點(diǎn)，最終量化植物根系水分提升作用及對相鄰植物的影響。權(quán)利要求1.一種植物根系水分提升作用測定裝置，其特征在于其為一豎向放置且上方開口的箱式容器，其內(nèi)填充有植物種植用的土壤，在填充的土壤上表面向下50-60cm處橫向設(shè)置有隔水但可透過植物根系的凡士林層，使容器分成上、下層兩個(gè)分區(qū)A和C，在容器的上、下層兩個(gè)分區(qū)A和C內(nèi)均埋設(shè)有TDR土壤水分測定器，容器內(nèi)種植具有水分提升作用的植物。2.按照權(quán)利要求1所述植物根系水分提升作用測定裝置,其特征在于:所述容器的至少一個(gè)側(cè)面為透明板材制成，以方便觀察植物根系生長狀態(tài)。3.按照權(quán)利要求1所述植物根系水分提升作用測定裝置，其特征在于:凡士林層厚度5-8mm。4.按照權(quán)利要求1所述植物根系水分提升作用測定裝置，其特征在于:在A區(qū)的土壤表面設(shè)置有用于封閉的石蠟層。5.按照權(quán)利要求1所述植物根系水分提升作用測定裝置，其特征在于:所述容器上層分區(qū)A的外側(cè)設(shè)置有另一填充有植物種植用的土壤的區(qū)域B，其內(nèi)種植用于對照的常規(guī)普通植物，A和B之間采用可透水但能隔離植物根系的網(wǎng)篩分隔。6.按照權(quán)利要求5所述植物根系水分提升作用測定裝置，其特征在于在A區(qū)和B區(qū)的土壤表面設(shè)置有用于封閉的石蠟層。全文摘要本發(fā)明涉及植物根系水分提升作用測定，提出一種新的測定植物根系水分提升作用的裝置，其為一豎向放置且上方開口的箱式容器，其內(nèi)填充有植物種植用的土壤，在填充的土壤上表面向下50-60cm處橫向設(shè)置有隔水但可透過植物根系的凡士林層，使容器分成上、下層兩個(gè)分區(qū)A和C，在容器的上、下層兩個(gè)分區(qū)A和C內(nèi)均埋設(shè)有TDR土壤水分測定器，容器內(nèi)種植具有水分提升作用的植物。本發(fā)明通過控制裝置內(nèi)水分交流和根系分布，采用TDR土壤水分測定系統(tǒng)，根據(jù)不同區(qū)域土壤水分差異，計(jì)算植物根系水分提升數(shù)量、發(fā)生條件和動(dòng)態(tài)特征，是一種準(zhǔn)確、方便測定植物根系水分提升作用的裝置。文檔編號(hào)A01G1/00GK101167420SQ200610134070公開日2008年4月30日申請日期2006年10月27日優(yōu)先權(quán)日2006年10月27日發(fā)明者蔣德明,阿拉木薩申請人:中國科學(xué)院沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所