簡易土壤滅菌裝置及其滅菌方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種簡易土壤滅菌裝置及其滅菌方法。恒溫水浴鍋內(nèi)設(shè)有平底燒瓶，平底燒瓶內(nèi)設(shè)有第一燒杯，平底燒瓶右上部的順次設(shè)有第四閥門、第一空氣過濾器，平底燒瓶左上部設(shè)有進樣管，平底燒瓶頂端設(shè)有三角錐形瓶蓋，三角錐形瓶蓋、第六閥門、第二空氣過濾器、三角錐形瓶蓋、第二濾紙、聚乙烯管、第一濾紙、三角錐形瓶蓋、第三空氣過濾器、抽氣泵、第三閥門、大型平底燒瓶中部氣體進口順次相連，第二空氣過濾器與第六閥門之間通過三通管與第五閥門、第四空氣過濾器相連，抽氣泵與第三閥門之間通過三通管與第二閥門相連，第二閥門下方設(shè)有第二燒杯。本發(fā)明可減輕滅菌過程對土壤理化性質(zhì)的影響，提高土壤滅菌的效率，減少對環(huán)境及試驗人員的傷害。
【專利說明】簡易土壤滅菌裝置及其滅菌方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及滅菌裝置及其方法，尤其涉及一種簡易土壤滅菌裝置及其滅菌方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 土壤微生物是指生活在土壤中的細菌、真菌、放線菌、藻類的總稱，其種類和數(shù)量 隨成土環(huán)境及其土層深度的不同而變化。它們在土壤中進行氧化、硝化、氨化、固氮、硫化等 過程，促進土壤有機質(zhì)的分解和養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化。幾乎所有的土壤過程都直接或間接地與土壤 微生物有關(guān)。土壤微生物種類、數(shù)量及功能的復(fù)雜性，對研究土壤中特定物質(zhì)尤其是有機物 質(zhì)的轉(zhuǎn)化及其對植物生長的作用具有較大的影響。在研究特定有機污染物對植物生長的影 響試驗中，大部分有機污染物被微生物分解或者轉(zhuǎn)化為其他有機污染物，從而難以準(zhǔn)確評 價特定濃度有機污染物的毒害程度。在植物有機營養(yǎng)研究試驗中，土壤本身及外源添加的 氨基酸、葡萄糖、核酸等有機物質(zhì)被微生物分解利用，轉(zhuǎn)化為無機氮，從而放大或縮小了了 有機物質(zhì)對植物生長的營養(yǎng)貢獻。采用一種簡單、安全且對土壤結(jié)構(gòu)及有機物質(zhì)影響較小 的土壤滅菌方法成為上述試驗的關(guān)鍵。
[0003] 目前土壤滅菌方法，主要應(yīng)用于生產(chǎn)上大田土壤消毒處理?；瘜W(xué)藥劑法是目前較 為常用的土壤消毒方法之一。常用的化學(xué)藥劑為甲醛、1，3-氯丙烯和氯化苦以及甲基溴、硫 酸氟、氨水、石灰氮等，還有福爾馬林拌土或硫磺粉熏蒸，過氧乙酸分層噴灑等方法。這些 藥劑會在土壤中殘留，對后續(xù)試驗造成一定影響，且有些有毒有害藥物揮發(fā)會對試驗人員 造成傷害。在專利號為200710015138. 9的發(fā)明專利中公開了一種在旋耕刀外圍包覆電發(fā) 熱裝置的土壤殺菌殺蟲車，在專利號為201110279644. 5的發(fā)明專利中，通過火焰噴嘴對旋 起的土壤進行烘烤。這些發(fā)明對減少大田土壤中有害微生物具有較好的效果，但其只是殺 滅部分微生物，無法達到徹底滅菌的目的。且采用高溫烘烤的辦法，對土壤中有機物質(zhì)含量 也會產(chǎn)生較大的影響。
[0004] 實驗室室內(nèi)土壤滅菌的方法主要包括高溫滅菌法、Y射線滅菌法、化學(xué)熏蒸法。高 溫滅菌法是通過高溫來殺滅土壤中的微生物，從而達到無菌狀態(tài)；Y射線滅菌法是依據(jù)Y 射線能量高、穿透力強的特點，采用c〇80放射出Y射線，使細胞內(nèi)各種活性物質(zhì)例如DNA 之間的C 一 C鍵發(fā)生斷裂，從而達到殺死土壤微生物的目的。高溫滅菌通常在120°C下滅菌 30min到4h不等。Darbar SR(2007)研究表明高溫滅菌法會影響土壤的理化性質(zhì)（pH值、 陽離子含量、團聚體等）。由于高溫滅菌法改變了土壤的理化特性及生物學(xué)性質(zhì)，那么勢必 影響試驗的嚴密性與試驗結(jié)果。Y射線滅菌法雖然對土壤的影響小于高溫滅菌法，但由于 操作條件的安全性以及高成本，很難普及使用?；瘜W(xué)熏蒸法操作比以上兩種方法簡單，且滅 菌效果也較為理想，但其會造成周圍環(huán)境的污染，對試驗人員會造成一定的傷害。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種簡易土壤滅菌裝置及其滅菌方 法。
[0006] 簡易土壤滅菌裝置包括大型平底燒瓶、第一燒杯、進樣管、第一閥門、第二燒杯、第 二閥門、第三閥門、第一空氣過濾器、第四閥門、抽氣泵、第二空氣過濾器、聚乙烯管、三角錐 形瓶蓋、第三空氣過濾器、第一濾紙、三角錐形瓶蓋、第二濾紙、第五閥門第四空氣過濾器、 第五閥門、上端開口的三角錐形瓶蓋、第六閥門、鐵絲、恒溫水浴鍋、高錳酸鉀、土壤樣品、氨 水；恒溫水浴鍋內(nèi)設(shè)有大型平底燒瓶，大型平底燒瓶內(nèi)設(shè)有第一燒杯，第一燒杯內(nèi)放置高錳 酸鉀，第一燒杯上固定有鐵絲，大型平底燒瓶右上部的氣體進口順次設(shè)有第四閥門、第一空 氣過濾器，大型平底燒瓶左上部的液體進口設(shè)有進樣管，進樣管一端在第一燒杯上方，進樣 管另一端設(shè)有第一閥門，大型平底燒瓶頂端設(shè)有三角錐形瓶蓋，三角錐形瓶蓋、第六閥門、 第二空氣過濾器、三角錐形瓶蓋、第二濾紙、聚乙烯管、第一濾紙、三角錐形瓶蓋、第三空氣 過濾器、抽氣泵、第三閥門、大型平底燒瓶中部氣體進口順次相連，聚乙烯管內(nèi)放置土壤樣 品第二空氣過濾器與第六閥門之間通過三通管與第五閥門、第四空氣過濾器相連，抽氣泵 與第三閥門之間通過三通管與第二閥門相連，第二閥門下方設(shè)有第二燒杯，第二燒杯內(nèi)盛 放氨水。
[0007] 簡易土壤滅菌方法的步驟如下：
[0008] 1)將燒杯中加入5-10g高錳酸鉀，放入平底燒瓶中；將除盛裝土樣部件外所有部 分組裝完成，打開恒溫水浴鍋，控制溫度恒定于60 - 80°C ;
[0009] 2)將第二濾紙放置于三角錐形瓶蓋中，將三角錐形瓶蓋擰緊于聚乙烯管中，將過 1 - 2mm篩的土樣30 - 50g裝于已經(jīng)抒緊下方蓋子的聚乙烯管中，之后將已加好第一濾紙的 上方三角錐形瓶蓋擰緊，與已經(jīng)組裝好的其他部件連接；
[0010] 3)保持第二閥門、第四閥門、第五閥門處于關(guān)閉狀態(tài)，第一閥門、第三閥門、第六閥 門保持打開狀態(tài)；通過進樣管加入甲醛溶液20 - 40ml，迅速關(guān)閉第一閥門，3 - 5分鐘后，大 型平底燒瓶中充滿甲醛氣體；
[0011] 4)打開抽氣泵，甲醛氣體循環(huán)20 - 30分鐘后，打開第二閥門、第五閥門，關(guān)閉第三 閥門、第六閥門，抽氣20 - 30分鐘，以抽凈土壤中存在的甲醛；
[0012] 5)關(guān)閉抽氣泵，將兩端帶有第二空氣過濾器、第三空氣過濾器的盛裝土壤部件聚 乙烯管、三角錐形瓶蓋、第一濾紙、三角錐形瓶蓋、第二濾紙一起取下，拿到無菌操作臺上備 用；
[0013]6)將其它待滅菌土壤裝入聚乙烯管中，重復(fù)步驟2)-步驟5)，待所有供試土壤滅 菌完成后，所有樣品滅菌完成后，關(guān)閉第一閥門、第五閥門、第三閥門，打開第二閥門、第四 閥門、第六閥門，抽氣30 -40分鐘，甲醛氣體導(dǎo)入裝有氨水的第二燒杯5,將大型平底燒瓶中 甲醛抽濾干凈，關(guān)閉恒溫水浴鍋，待溫度降低后，將第一燒杯取出，洗凈反應(yīng)后剩余的殘渣。
[0014] 本發(fā)明通過甲醛與高錳酸鉀反應(yīng)，短時間內(nèi)就會釋放大量的甲醛氣體，經(jīng)過恒溫 水浴鍋加熱后的甲醛氣體源源不斷的導(dǎo)入土壤中，可將土壤中微生物殺死，滅菌之后，通入 大量的經(jīng)過空氣過濾器過濾的無菌空氣就可減少甲醛在土壤中的殘留。利用本發(fā)明設(shè)計的 簡易土壤滅菌裝置，可以減輕滅菌過程對土壤理化性質(zhì)的影響，提高土壤滅菌的效率，減少 對環(huán)境及試驗人員的傷害。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015] 附圖是簡易土壤滅菌裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0016] 如附圖所示，簡易土壤滅菌裝置包括大型平底燒瓶1、第一燒杯2、進樣管3、第一 閥門4、第二燒杯5、第二閥門6、第三閥門7、第一空氣過濾器8、第四閥門9、抽氣泵10、第二 空氣過濾器11、聚乙烯管12、三角錐形瓶蓋13、第三空氣過濾器14、第一濾紙15、三角錐形 瓶蓋16、第二濾紙17、第四空氣過濾器18、第五閥門19、上端開口的三角錐形瓶蓋20、第六 閥門21、鐵絲22、恒溫水浴鍋23、高錳酸鉀24、土壤樣品25、氨水26 ;
[0017] 恒溫水浴鍋23內(nèi)設(shè)有大型平底燒瓶1，大型平底燒瓶1內(nèi)設(shè)有第一燒杯2,第一燒 杯2內(nèi)放置高錳酸鉀24,第一燒杯2上固定有鐵絲22,大型平底燒瓶1右上部的氣體進口 順次設(shè)有第四閥門9、第一空氣過濾器8,大型平底燒瓶1左上部的液體進口設(shè)有進樣管3， 進樣管3 -端在第一燒杯2上方，進樣管3另一端設(shè)有第一閥門4,大型平底燒瓶1頂端設(shè) 有三角錐形瓶蓋20,三角錐形瓶蓋20、第六閥門21、第二空氣過濾器11、三角錐形瓶蓋16、 第二濾紙17、聚乙烯管12、第一濾紙15、三角錐形瓶蓋13、第三空氣過濾器14、抽氣泵10、 第三閥門7、大型平底燒瓶1中部氣體進口順次相連，聚乙烯管12內(nèi)放置土壤樣品25,第二 空氣過濾器11與第六閥門21之間通過三通管與第五閥門19、第四空氣過濾器18相連，抽 氣泵10與第三閥門7之間通過三通管與第二閥門6相連，第二閥門6下方設(shè)有第二燒杯5， 第二燒杯5內(nèi)盛放氨水。
[0018] 簡易土壤滅菌方法的步驟如下：
[0019] 1)將燒杯2中加入5 -10g高錳酸鉀24,放入平底燒瓶1中；將除盛裝土樣部件外 所有部分組裝完成，打開恒溫水浴鍋23,控制溫度恒定于60 - 80°C;
[0020] 2)將第二濾紙17放置于三角錐形瓶蓋16中，將三角錐形瓶蓋16擰緊于聚乙烯 管12中，將過1 - 2mm篩的土壤樣品30 - 50g裝于已經(jīng)擰緊下方蓋子的聚乙烯管12中，之 后將已加好第一濾紙15的上方三角錐形瓶蓋13擰緊，與已經(jīng)組裝好的其他部件連接；
[0021] 3)保持第二閥門6、第四閥門9、第五閥門19處于關(guān)閉狀態(tài)，第一閥門4、第三閥門 7、第六閥門21保持打開狀態(tài)；通過進樣管3加入甲醛溶液20 -40ml，迅速關(guān)閉第一閥門4， 3 - 5分鐘后，大型平底燒瓶1中充滿甲醛氣體；
[0022] 4)打開抽氣泵10,甲醛氣體循環(huán)20 - 30分鐘后，打開閥門第二閥門6、第五閥門 19,關(guān)閉第三閥門7、第六閥門21，抽氣20 - 30分鐘，以抽凈土壤中存在的甲醛；
[0023] 5)關(guān)閉抽氣泵10,將兩端帶有第二空氣過濾器11、第三空氣過濾器14的盛裝土壤 部件聚乙烯管12、三角錐形瓶蓋13、第一濾紙15、三角錐形瓶蓋16、第二濾紙17 -起取下， 拿到無菌操作臺上備用；
[0024]6)將其它待滅菌土壤裝入聚乙烯管中，重復(fù)步驟2)-步驟5)，待所有供試土壤滅 菌完成后，所有樣品滅菌完成后，關(guān)閉第一閥門4、第五閥門19、第三閥門7,打開第二閥門 6、第四閥門9、第六閥門21，抽氣30 - 40分鐘，甲醛氣體導(dǎo)入裝有氨水26的第二燒杯5,將 大型平底燒瓶1中甲醛抽濾干凈后，關(guān)閉恒溫水浴鍋23,待溫度降低后，將第一燒杯2取出， 洗凈反應(yīng)后剩余的殘渣。
[0025] 實施例1 :
[0026] 1)將燒杯2中加入5g高錳酸鉀24,放入平底燒瓶1中；將除盛裝土樣部件外所有 部分組裝完成，打開恒溫水浴鍋23,控制溫度恒定于60°C;
[0027] 2)將第二濾紙17放置于三角錐形瓶蓋16中，將三角錐形瓶蓋16擰緊于聚乙烯 管12中，將采集于浙江省西湖區(qū)浙江大學(xué)紫金港校區(qū)西區(qū)的的新鮮土壤樣品，在陰涼處通 風(fēng)晾干，過1mm尼龍篩。稱取過1mm篩的土壤樣品30g裝于已經(jīng)擰緊下方蓋子的聚乙烯管 12中，之后將已加好第一濾紙15的上方三角錐形瓶蓋13擰緊，與已經(jīng)組裝好的其他部件連 接；
[0028] 3)保持第二閥門6、第四閥門9、第五閥門19處于關(guān)閉狀態(tài)，第一閥門4、第三閥門 7、第六閥門21保持打開狀態(tài)；通過進樣管3加入甲醛溶液20ml，迅速關(guān)閉第一閥門4, 5分 鐘后，大型平底燒瓶1中充滿甲醛氣體；
[0029] 4)打開抽氣泵10,甲醛氣體循環(huán)20分鐘后，打開第二閥門6、第五閥門19,關(guān)閉第 三閥門7、第六閥門21，抽氣20分鐘，以抽凈土壤中存在的甲醛；
[0030] 5)關(guān)閉抽氣泵10,將兩端帶有第二空氣過濾器11、第三空氣過濾器14的盛裝土壤 部件聚乙烯管12、三角錐形瓶蓋13、第一濾紙15、三角錐形瓶蓋16、第二濾紙17 -起取下， 拿到無菌操作臺上備用；
[0031] 6)將其它待滅菌土壤裝入聚乙烯管中，重復(fù)步驟2)-步驟5)，待所有供試土壤滅 菌完成后，所有樣品滅菌完成后，關(guān)閉第一閥門4、第五閥門19、第三閥門7,打開第二閥門 6、第四閥門9、第六閥門21，抽氣30分鐘，甲醛氣體導(dǎo)入裝有氨水26的第二燒杯5中，將大 型平底燒瓶1中甲醛抽濾干凈，關(guān)閉恒溫水浴鍋23,待溫度降低后，將第一燒杯2取出，洗凈 反應(yīng)后剩余的殘漁。
[0032] 在無菌操作臺上進行檢菌試驗，采用牛肉膏蛋白胨檢測是否滅菌完全。具體操作 為取l〇g牛肉膏蛋白胨于1000ml燒瓶中，于高壓滅菌鍋中在121°C滅菌30分鐘，待溫度降 至80°C左右時，在無菌操作臺上，倒約15ml于直徑為10cm的培養(yǎng)皿中，待完全冷卻凝固后， 采用火燒滅菌鑷子夾取微量土壤于培養(yǎng)皿中，于25°C下培養(yǎng)10天，觀察菌落生長情況。
[0033] 根據(jù)檢菌結(jié)果可以看出，已完全風(fēng)干的過1mm篩的土壤樣品，經(jīng)過20分鐘甲醛氣 體熏蒸，已完全滅菌土壤樣品占總供試樣品的87. 5%，表明該方法能夠有效的殺滅土壤中 微生物，保證試驗對無菌的要求。

【權(quán)利要求】
1. 一種簡易土壤滅菌裝置，其特征在于包括大型平底燒瓶（1)、第一燒杯（2)、進樣管 (3)、第一閥門（4)、第二燒杯（5)、第二閥門（6)、第三閥門（7)、第一空氣過濾器（8)、第四閥 門（9)、抽氣泵（10)、第二空氣過濾器（11)、聚乙烯管（12)、三角錐形瓶蓋（13)、第三空氣過 濾器（14)、第一濾紙（15)、三角錐形瓶蓋（16)、第二濾紙（17)、第四空氣過濾器（18)、第五 閥門（19)、上端開口的三角錐形瓶蓋（20)、第六閥門（21)、鐵絲（22)、恒溫水浴鍋（23)、高 錳酸鉀（24)、土壤樣品（25)、氨水（26); 恒溫水浴鍋（23)內(nèi)設(shè)有大型平底燒瓶（1)，大型平底燒瓶（1)內(nèi)設(shè)有第一燒杯（2)，第 一燒杯（2)內(nèi)裝有高錳酸鉀（24)，第一燒杯（2)上固定有鐵絲（22)，大型平底燒瓶（1)右 上部的氣體進口順次設(shè)有第四閥門（9)、第一空氣過濾器（8)，大型平底燒瓶（1)左上部的 液體進口設(shè)有進樣管（3)，進樣管（3) -端在第一燒杯（2)上方，進樣管（3)另一端設(shè)有第 一閥門（4)，大型平底燒瓶（1)頂端設(shè)有三角錐形瓶蓋（20)，三角錐形瓶蓋（20)、第六閥門 (21)、第二空氣過濾器（11)、三角錐形瓶蓋（16)、第二濾紙（17)、聚乙烯管（12)、第一濾紙 (15)、三角錐形瓶蓋（13)、第三空氣過濾器（14)、抽氣泵（10)、第三閥門（7)、大型平底燒瓶 (1)中部氣體進口順次相連，聚乙烯管（12)內(nèi)放置土壤樣品（25)，第二空氣過濾器（11)與 第六閥門（21)之間通過三通管與第五閥門（19)、第四空氣過濾器（18)相連，抽氣泵（10)與 第三閥門（7)之間通過三通管與第二閥門（6)相連，第二閥門（6)下方設(shè)有第二燒杯（5)，第 二燒杯（5)內(nèi)裝有氨水（26)。
2. -種使用如權(quán)利要求1所述裝置的簡易土壤滅菌方法，其特征在于它的步驟如下： 1) 將燒杯（2)中加入5-10g高錳酸鉀（24)，放入平底燒瓶（1)中；將除盛裝土樣部件外 所有部分組裝完成，打開恒溫水浴鍋（23)，控制溫度恒定于60-80°C ; 2) 將第二濾紙（17)放置于三角錐形瓶蓋（16)中，將三角錐形瓶蓋（16)擰緊于聚乙烯 管（12)中，將過l-2mm篩的土壤樣品（25) 30-50g裝于已經(jīng)擰緊下方蓋子的聚乙烯管（12) 中，之后將已加好第一濾紙（15)的上方三角錐形瓶蓋（13)擰緊，與已經(jīng)組裝好的其他部件 連接； 3) 保持第二閥門（6)、第四閥門（9)、第五閥門（19)處于關(guān)閉狀態(tài)，第一閥門（4)、第三 閥門（7)、第六閥門（21)保持打開狀態(tài)；通過進樣管（3)加入甲醛溶液20-40ml，迅速關(guān)閉 第一閥門（4)，3-5分鐘后，大型平底燒瓶（1)中充滿甲醛氣體； 4) 打開抽氣泵（10)，甲醛氣體循環(huán)20-30分鐘后，打開閥門第二閥門（6)、第五閥門 (19)，關(guān)閉第三閥門（7)、第六閥門（21)，抽氣20-30分鐘，以抽凈土壤中存在的甲醛； 5) 關(guān)閉抽氣泵（10)，將兩端帶有第二空氣過濾器（11)、第三空氣過濾器（14)的盛裝 土壤部件聚乙烯管（12)、三角錐形瓶蓋（13)、第一濾紙（15)、三角錐形瓶蓋（16)、第二濾紙 (17) -起取下，拿到無菌操作臺上備用； 6) 將其它待滅菌土壤裝入聚乙烯管中，重復(fù)步驟2)-步驟5)，待所有供試土壤滅菌完 成后，所有樣品滅菌完成后，關(guān)閉第一閥門（4)、第五閥門（19)、第三閥門（7)，打開第二閥 門（6)、第四閥門（9)、第六閥門（21)，抽氣30-40分鐘，甲醛氣體導(dǎo)入裝有氨水（26)的第二 燒杯（5)，將大型平底燒瓶（1)中甲醛抽濾干凈，關(guān)閉恒溫水浴鍋（23)，待溫度降低后，將第 一燒杯（2 )取出，洗凈反應(yīng)后剩余的殘渣。
【文檔編號】A61L101/32GK104383568SQ201410629529
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年11月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月10日
【發(fā)明者】吳良歡, 馬慶旭, 曹小闖 申請人:浙江大學(xué)