一種根際模擬培養(yǎng)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型屬于土壤科學(xué)領(lǐng)域，涉及一種培養(yǎng)裝置，具體涉及一種根際模擬培養(yǎng) 裝置及其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 根際是指受植物根系活動對土壤的影響，在物理、化學(xué)和生物學(xué)性質(zhì)上不同于土 體的那部分微域土區(qū)。根際的范圍很小，一般指離根軸表面數(shù)毫米之內(nèi)。根際的許多化學(xué)條 件和生物化學(xué)過程不同于土體土壤。根際是植物、土壤和微生物及其環(huán)境相互作用的中心， 是植物和土壤環(huán)境之間物質(zhì)和能量交換最劇烈的區(qū)域。植物根系釋放的分泌物強烈地改變 了根際的生物學(xué)和化學(xué)過程，不僅可以活化土壤養(yǎng)分、提高土壤養(yǎng)分資源的利用效率，而且 還可以鈍化根際中的有毒物質(zhì)，免遭植物毒害，減少對食物鏈的污染。有關(guān)根際的研究一直 是國內(nèi)外環(huán)境生物學(xué)、植物學(xué)、植物生理學(xué)、土壤學(xué)、微生物學(xué)、生態(tài)學(xué)、遺傳學(xué)和分子生物 學(xué)聯(lián)合研究的熱點，是國際研究的前沿領(lǐng)域。
[0003] 傳統(tǒng)的根際土壤的取樣方法一般為抖動法，簡而言之就是將粘附于根系上的土壤 抖動下來，這種方法在不同植物種類、土壤類型、土壤含水量的環(huán)境下，存在著取樣量不一 致的問題，且易導(dǎo)致少數(shù)根系組織尤其是根毛的殘留，影響試驗的準(zhǔn)確性?，F(xiàn)在研究根際的 方法主要為根箱或根袋法，即采用方形窄箱或者孔徑小于根系的根袋將根系限制在一定的 生長范圍內(nèi)，此范圍內(nèi)的土壤認(rèn)定為根際土壤。根袋一般體積較小且埋于土壤中易變形，嚴(yán) 重限制了根系的生長。為保證根箱內(nèi)根系的密集度，大多數(shù)根箱都設(shè)計的較小，難以完成植 物整個生育期的研究，且這類根箱根系并非均勻分布，在隔層土壤中不可避免的存在非根 際土壤，因此無法精確地研究根系的作用部位，同時也受作物種類的限制。根箱窄小的隔 間，同時也限制了根系的橫向生長，不利于研究自然狀態(tài)下根際的變化。
[0004] 在申請?zhí)枮?00910077078.9的專利中公開了一種根際微生物的培養(yǎng)裝置，采用尼 龍網(wǎng)將培養(yǎng)箱分割為三個長方體。在申請?zhí)枮?01010533303.1的專利中公開了一種根際土 壤模擬培養(yǎng)裝置，可以采集離根際不同距離的土壤?，F(xiàn)有的模擬根際環(huán)境的根箱均采用方 形的設(shè)計，較窄的正方體培養(yǎng)箱在一定程度上可以避免圓柱形盆體的邊緣效應(yīng)，但其存在 著限制根系橫向生長的缺點。
[0005] 因植物根系生長呈輻射狀，圓柱形盆體是研究根系及根際的最佳選擇。然而，在圓 柱形盆體中，邊緣通氣性較好，根系密集，而土體中心氧氣缺乏，限制了根系的生長，從而限 制了圓柱形盆體在研究根際效應(yīng)的使用。如果能夠解決圓柱形盆體根系生長的邊緣效應(yīng)， 使得根系生長均勻且密集，圓柱形盆體則可以成為研究植物根際的最佳選擇。本實用新型 在土體中插入諸多帶孔隙的空心管，可以為盆體中心提供充足的氧氣，從而避免了土體中 根系生物量較低的問題。采用該空心管還可以向土壤中定量定點添加營養(yǎng)物質(zhì)，避免添加 不均勻的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種根際模擬培養(yǎng)裝置，該裝置 主要包括盆體、空心管、聚乙烯網(wǎng)，空心管傾斜插于盆體上，并與盆體呈現(xiàn)75-85°的夾角，聚 乙烯網(wǎng)緊密的包裹在空心管外。
[0007] 空心管上設(shè)置密集的小孔，孔隙大小為0.5-5.0mm，空心管上孔隙的大小及數(shù)量根 據(jù)土壤質(zhì)地而定，土壤質(zhì)地越黏重則孔徑越大，數(shù)量越多?？招墓芡獍粚涌讖綖?4微米 的聚乙烯網(wǎng)，空心管主要起支撐及透氣的作用，24微米聚乙烯網(wǎng)可以允許空氣及土壤溶液 自由穿過，而根系不能穿透。
[0008] 空心管的直徑及數(shù)量與盆體大小、土壤質(zhì)地黏重呈正比。空心管的粗細(xì)、多少根據(jù) 盆體大小、土壤質(zhì)地及所種植物根系生長狀況而定，若盆體較大、土壤質(zhì)地黏重、根系生物 量較低，則設(shè)置較多的空心管，空心管也相應(yīng)地加粗。
[0009] 利用本實用新型的根際模擬培養(yǎng)裝置可在研究根際土壤養(yǎng)分周轉(zhuǎn)變化中的應(yīng)用， 通過以下步驟實現(xiàn)：
[0010]采集試驗用土壤，自然風(fēng)干至含水量為15%，將土壤過3mm篩，分多次添加到盆體 中，多次晃動盆體以使土壤充滿整個盆體，種植需要的植物，待植物根系長滿盆體中時，將 盆體剪破，從土體中取出聚乙烯空心管，從土體中采集根系及土壤樣品，進行根際土壤的周 轉(zhuǎn)變化研究。
[0011] 利用本實用新型所述的模擬培養(yǎng)裝置可在研究根際養(yǎng)分營養(yǎng)貢獻中的應(yīng)用（以甘 氨酸為例），通過以下步驟實現(xiàn)：
[0012] (1)采集試驗用土壤，自然風(fēng)干至含水量為15%，將土壤過3mm篩，添加到盆體中， 種植需要的植物，待植物根系長滿盆體中時，該土壤為根際土壤；
[0013] (2)通過空心管向土壤中添加豐度為99.8%的濃度為0.01111〇11/ 1的13(：，1力-617溶 液，吸收4h后，將盆體剪破，從土體中取出聚乙烯空心管，從土體中采集根系樣品，采用同位 素質(zhì)譜測定根系碳氮豐度，進行根際分子態(tài)氨基酸對植物的營養(yǎng)貢獻的研究。
[0014] 本實用新型裝置可用于模擬根際環(huán)境、研究根際養(yǎng)分的營養(yǎng)貢獻及根系與土壤的 交互作用，裝置設(shè)計合理，制作簡單、成本低，可以有效地避免方形根箱根系單向生長的問 題，解決了柱狀根箱根系邊緣生長旺盛，土體中根系相對缺乏的問題；用本實用新型裝置研 究根際養(yǎng)分的營養(yǎng)貢獻可以均勻且定向的向土體中添加營養(yǎng)物質(zhì)，避免從培養(yǎng)箱上部添加 導(dǎo)致養(yǎng)分不均一的問題。利用本實用新型裝置模擬根際環(huán)境、研究根際養(yǎng)分的營養(yǎng)貢獻及 根系與土壤的交互作用，有效的避免了方形根際模擬裝置中限制根系橫向生長的問題，根 系在整個土體中均勻生長，更加貼近根系的自然生長狀態(tài)，采用該裝置，還可以均勻且定向 的向土體中添加營養(yǎng)物質(zhì)，避免從培養(yǎng)箱上部添加導(dǎo)致養(yǎng)分不均一的問題，為研究根際養(yǎng) 分吸收提供有效、便利、結(jié)果準(zhǔn)確的方法。
【附圖說明】
[0015] 圖1是本實用新型裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。