一種用于研究根系應(yīng)對(duì)局部間歇脈沖供養(yǎng)環(huán)境的試驗(yàn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及局部間歇脈沖養(yǎng)分條件下植物根系養(yǎng)分吸收行為的研宄領(lǐng)域，主要涉及植物根系對(duì)有效養(yǎng)分的尋覓行為研宄，具體是一種用于研宄根系應(yīng)對(duì)局部間歇脈沖供養(yǎng)環(huán)境的試驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]植物可利用的土壤資源，如礦質(zhì)養(yǎng)分、水分等在不同時(shí)空尺度上的分布通常呈現(xiàn)較大的異質(zhì)性。土壤養(yǎng)分斑塊模式在自然界中廣泛存在，是植物生存環(huán)境本身的一個(gè)重要屬性。養(yǎng)分分布異質(zhì)性是作為有機(jī)輸入及其后微生物分解的結(jié)果出現(xiàn)的。土壤養(yǎng)分資源異質(zhì)性產(chǎn)生的原因包括地形地貌、微地形因素、母巖礦物學(xué)特性、土壤動(dòng)物和微生物活動(dòng)、樹(shù)干流、根系吸收及周轉(zhuǎn)、降雨、干擾因子如林火以及營(yíng)林措施的影響等。其中，降雨是導(dǎo)致土壤有效養(yǎng)分異質(zhì)性的重要因素之一。一方面，降雨淋溶可附著林冠及植物體溶解出來(lái)的各種養(yǎng)分物質(zhì)，由于淋溶出來(lái)的養(yǎng)分都是水溶性的，無(wú)需要經(jīng)過(guò)復(fù)雜的分解過(guò)程可以被植物直接吸收，降雨淋溶的林內(nèi)雨及樹(shù)干莖流滲入土壤后成為可利用的有效養(yǎng)分。然而，因降雨量、林木地上營(yíng)養(yǎng)器官(葉、枝、干、皮、果等)所含各種養(yǎng)分物質(zhì)量及其可溶程度等不均造成土壤養(yǎng)分的異質(zhì)性。另一方面，降雨徑流可使土壤中異質(zhì)分布的有效養(yǎng)分垂直向下迀移至植物根系活動(dòng)層，供植物吸收利用。由于降雨是間歇式發(fā)生的，林內(nèi)雨、樹(shù)干莖流及降雨徑流的產(chǎn)生也均是間歇式的，最終導(dǎo)致土壤有效養(yǎng)分呈現(xiàn)明顯的間歇脈沖特性。
[0003]大量研宄表明:植物根系為適應(yīng)土壤養(yǎng)分的異質(zhì)性格局，以最大限度地獲取土壤有效資源，植物根系在長(zhǎng)期進(jìn)化過(guò)程中對(duì)養(yǎng)分空間異質(zhì)性形成了相應(yīng)的適應(yīng)機(jī)制，包括形態(tài)可塑性、生理可塑性、菌根可塑性等。但目前在植物對(duì)養(yǎng)分異質(zhì)性的可塑性研宄中忽略了土壤有效養(yǎng)分的間歇脈沖特性。然而，森林土壤有效養(yǎng)分的間歇脈沖特性對(duì)植物吸收養(yǎng)分行為具有不可忽視的影響，在養(yǎng)分間歇脈沖條件下植物根系是否同樣存在可塑性反應(yīng)？反應(yīng)策略又有何不同？可見(jiàn)，為更接近自然界的真實(shí)情況，研宄植物根系對(duì)局部養(yǎng)分間歇脈沖特性的可塑性反應(yīng)，對(duì)于研宄自然界中植物對(duì)有效養(yǎng)分的吸收行為具重要理論及實(shí)踐意義。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于研宄根系應(yīng)對(duì)局部間歇脈沖供養(yǎng)環(huán)境的試驗(yàn)裝置，全面系統(tǒng)，自動(dòng)化操作，利用該試驗(yàn)裝置可模擬自然環(huán)境中土壤養(yǎng)分間歇脈沖特性，研宄植物根系如何利用形態(tài)學(xué)、生理學(xué)響應(yīng)策略應(yīng)對(duì)自然土壤中的局部間歇脈沖供養(yǎng)環(huán)境。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種用于研宄根系應(yīng)對(duì)局部間歇脈沖供養(yǎng)環(huán)境的試驗(yàn)裝置，包括至少一個(gè)植苗裝置和處理液自動(dòng)噴灌系統(tǒng)，所述植苗裝置包含一個(gè)作為盆栽容器的圓形容器，所述圓形容器中心設(shè)有一個(gè)用于苗木栽植的圓柱筒，所述圓柱筒外側(cè)與圓形容器內(nèi)側(cè)之間通過(guò)若干豎直隔層均勻分隔成若干個(gè)用于放置不同養(yǎng)分處理斑塊的扇形區(qū)域，所述圓柱筒和豎直隔層均為網(wǎng)眼布滿瓊脂的玻璃纖維網(wǎng)。
[0006]優(yōu)選的，所述處理液自動(dòng)噴灌系統(tǒng)包含定時(shí)控制器、潛水泵、貯液瓶、導(dǎo)水管及噴頭，所述定時(shí)控制器控制潛水泵將貯液瓶中的處理液輸送到導(dǎo)水管，所述噴頭將導(dǎo)水管內(nèi)的處理液澆灌于任一扇形區(qū)域的養(yǎng)分處理斑塊上。
[0007]優(yōu)選的，所述處理液自動(dòng)噴灌系統(tǒng)還包含伸縮控制閥，所述定時(shí)控制器通過(guò)伸縮控制閥控制與噴頭連接的導(dǎo)水管使噴頭由外圍轉(zhuǎn)移至養(yǎng)分處理斑塊正上方、苗木枝葉下方。
[0008]優(yōu)選的，所述噴頭的形狀與養(yǎng)分處理斑塊的形狀吻合，以保證處理液的均勻澆灌。
[0009]優(yōu)選的，所述圓柱筒外側(cè)與圓形容器內(nèi)側(cè)之間通過(guò)四個(gè)豎直隔層均勻隔離出四個(gè)扇形區(qū)域。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果:該試驗(yàn)裝置全面系統(tǒng)，自動(dòng)化操作，節(jié)省人工成本，提高工作效率，可實(shí)現(xiàn)大批量樣本的試驗(yàn)操作，同時(shí)可較為準(zhǔn)確、全面地模擬自然環(huán)境中土壤養(yǎng)分間歇脈沖特性，研宄根系如何啟動(dòng)形態(tài)生理學(xué)響應(yīng)策略以應(yīng)對(duì)間歇脈沖式的供養(yǎng)環(huán)境，最大限度地獲取土壤有效資源。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為本實(shí)用新型一實(shí)施例的構(gòu)造示意圖。
[0012]圖2為本實(shí)用新型另一實(shí)施例的構(gòu)造示意圖。
[0013]圖中標(biāo)號(hào)說(shuō)明:1-圓柱筒，2-圓形容器，3-豎直隔層，4-扇形區(qū)域，5-定時(shí)控制器，6-第一電線，7-第二電線，8-潛水泵，9-伸縮控制閥，10-貯液瓶，11 -導(dǎo)水管，12-噴頭，13-噴管，a-第一植苗裝置，b-第二植苗裝置，C-第三植苗裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0014]為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下將通過(guò)研宄杉木根系在磷(P)養(yǎng)分局部間歇脈沖供應(yīng)條件下的覓養(yǎng)行為研宄的具體實(shí)施例和相關(guān)附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0015]如圖1~2所示，一種用于研宄根系應(yīng)對(duì)局部間歇脈沖供養(yǎng)環(huán)境的試驗(yàn)裝置，包括至少一個(gè)植苗裝置和處理液自動(dòng)噴灌系統(tǒng)，所述植苗裝置包含一個(gè)作為盆栽容器的圓形容器2，所述圓形容器2中心設(shè)有一個(gè)用于苗木栽植的圓柱筒1，所述圓柱筒I外側(cè)與圓形容器2內(nèi)側(cè)之間通過(guò)若干豎直隔層3均勻分隔成若干個(gè)用于放置不同養(yǎng)分處理斑塊的扇形區(qū)域4，所述圓柱筒I和豎直隔層3均為網(wǎng)眼布滿瓊脂的玻璃纖維網(wǎng)。
[0016]在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，所述圓柱筒I外側(cè)與圓形容器2內(nèi)側(cè)之間通過(guò)四個(gè)豎直隔層3均勻隔離出四個(gè)扇形區(qū)域4，以放置不同養(yǎng)分處理斑塊。
[0017]在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，所述處理液自動(dòng)噴灌系統(tǒng)包含定時(shí)控制器5、潛水泵8、貯液瓶10、導(dǎo)水管11及噴頭12，以進(jìn)行處理液脈沖式的供給方式；所述定時(shí)控制器5通過(guò)第一電線6與潛水泵8電性連接，所述定時(shí)控制器5控制潛水泵8在設(shè)定周期內(nèi)將貯液瓶10中的處理液輸送到導(dǎo)水管11，所述噴頭12將導(dǎo)水管11內(nèi)的處理液澆灌于任一扇形區(qū)域4的養(yǎng)分處理斑塊上。
[0018]在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，所述處理液自動(dòng)噴灌系統(tǒng)還包含伸縮控制閥9，所述定時(shí)控制器5通過(guò)第二電線7與伸縮控制閥9電性連接，所述定時(shí)控制器5通過(guò)伸縮控制閥9控制與噴頭12連接的導(dǎo)水管使噴頭12由外圍轉(zhuǎn)移至養(yǎng)分處理斑塊正上方、苗木枝葉下方以進(jìn)行處理液噴灌，避免噴頭12處于苗木正上方以限制苗木生長(zhǎng)空間，同時(shí)減少因枝葉攔截造成的斑塊處理液損耗。
[0019]在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，所述噴頭12的形狀與養(yǎng)分處理斑塊的形狀吻合，即均為扇形，以保證處理液的均勻澆灌。另外，通過(guò)調(diào)節(jié)噴頭12的噴管13大小，可以控制處理液的澆灌量，由此做到定時(shí)定量自動(dòng)化澆灌。
[0020]制作時(shí):先在圓形容器2中央用一張玻璃纖維網(wǎng)隔離出一個(gè)同心的圓柱筒1，再用若干張玻璃纖維網(wǎng)在二者之間隔離出若干個(gè)大小均一的扇形區(qū)域4。以上所述的玻璃纖維網(wǎng)利用液態(tài)瓊脂涂抹均勻，待液態(tài)瓊脂冷卻凝固后可布滿玻璃纖維網(wǎng)的網(wǎng)眼，以達(dá)到阻隔苗木栽植區(qū)與養(yǎng)分處理斑塊之間、各養(yǎng)分處理斑塊之間養(yǎng)分流動(dòng)的目的，同時(shí)植物根系又可順利穿過(guò)玻璃纖維網(wǎng)。
[0021]如圖2所示，下面提供一種采用上述試驗(yàn)裝置的試驗(yàn)方法，按以下步驟進(jìn)行:
[0022](I)提供預(yù)定數(shù)量的如上所述的試驗(yàn)裝置，并將其分成若干批；
[0023](2)在植苗裝置的每個(gè)扇形區(qū)域4內(nèi)均放置無(wú)養(yǎng)分供應(yīng)的培養(yǎng)基質(zhì)，并將植物苗木移植于圓柱筒I內(nèi)；
[0024](3)在預(yù)定周期內(nèi)，隨機(jī)選擇植苗裝置中任意數(shù)量的扇形區(qū)域4并利用處理液自動(dòng)噴灌系統(tǒng)進(jìn)行處理液噴灌；
[0025](4)定期取出一批試驗(yàn)裝置，對(duì)該批各個(gè)植苗裝置的扇形區(qū)域4內(nèi)的根系進(jìn)行形態(tài)生理學(xué)指標(biāo)測(cè)定，以觀測(cè)根系應(yīng)對(duì)局部養(yǎng)分間歇脈沖特性的能力及生長(zhǎng)狀態(tài)；
[0026](5)記錄不同批次的各個(gè)植苗裝置的扇形區(qū)域4內(nèi)根系的分布及生長(zhǎng)情況。
[0027]在本實(shí)用新型另一實(shí)施例中，步驟(I)中的試驗(yàn)裝置包括三個(gè)植苗裝置，分別為第一植苗裝置a、第二植苗裝置b和第三植苗裝置C。
[0028]在本實(shí)用新型另一實(shí)施例中，步驟(3)中的預(yù)定周期為一周一次，但并不局限于此；利用處理液自動(dòng)噴灌系統(tǒng)對(duì)第一植苗裝置a中隨機(jī)選擇的一個(gè)扇形區(qū)域4、第二植苗裝置b中隨機(jī)選擇的兩個(gè)扇形區(qū)域4，第三植苗裝置c中選擇的四個(gè)扇形區(qū)域4進(jìn)行養(yǎng)分斑塊處理，例如進(jìn)行30 mg/kg的含P營(yíng)養(yǎng)液噴灌。另外，可通過(guò)定時(shí)控制器5的設(shè)定及噴管13孔徑設(shè)計(jì)確保每個(gè)養(yǎng)分處理斑塊的噴灌量為50ml/次。
[0029]在本實(shí)用新型另一實(shí)施例中，步驟(4)中的形態(tài)生理學(xué)指標(biāo)測(cè)定的方法是通過(guò)數(shù)字化掃描儀掃描各根系圖像，應(yīng)用圖像分析軟件對(duì)各扇形區(qū)域4生長(zhǎng)的根系進(jìn)行定量分析；并利用氣相色譜儀等相應(yīng)儀器設(shè)備對(duì)各扇形區(qū)域4生長(zhǎng)根系的生理指標(biāo)(如內(nèi)源激素、有機(jī)酸等)進(jìn)行定量分析。
[0030]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，凡依本實(shí)用新型申請(qǐng)專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本實(shí)用新型的涵蓋范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于研宄根系應(yīng)對(duì)局部間歇脈沖供養(yǎng)環(huán)境的試驗(yàn)裝置，包括至少一個(gè)植苗裝置和處理液自動(dòng)噴灌系統(tǒng)，其特征在于:所述植苗裝置包含一個(gè)作為盆栽容器的圓形容器，所述圓形容器中心設(shè)有一個(gè)用于苗木栽植的圓柱筒，所述圓柱筒外側(cè)與圓形容器內(nèi)側(cè)之間通過(guò)若干豎直隔層均勻分隔成若干個(gè)用于放置不同養(yǎng)分處理斑塊的扇形區(qū)域，所述圓柱筒和豎直隔層均為網(wǎng)眼布滿瓊脂的玻璃纖維網(wǎng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述處理液自動(dòng)噴灌系統(tǒng)包含定時(shí)控制器、潛水泵、貯液瓶、導(dǎo)水管及噴頭，所述定時(shí)控制器控制潛水泵將貯液瓶中的處理液輸送到導(dǎo)水管，所述噴頭將導(dǎo)水管內(nèi)的處理液澆灌于任一扇形區(qū)域的養(yǎng)分處理斑塊上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述處理液自動(dòng)噴灌系統(tǒng)還包含伸縮控制閥，所述定時(shí)控制器通過(guò)伸縮控制閥控制與噴頭連接的導(dǎo)水管使噴頭由外圍轉(zhuǎn)移至養(yǎng)分處理斑塊正上方、苗木枝葉下方。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述噴頭的形狀與養(yǎng)分處理斑塊的形狀吻合，以保證處理液的均勻澆灌。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述圓柱筒外側(cè)與圓形容器內(nèi)側(cè)之間通過(guò)四個(gè)豎直隔層均勻隔離出四個(gè)扇形區(qū)域。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種用于研究根系應(yīng)對(duì)局部間歇脈沖供養(yǎng)環(huán)境的試驗(yàn)裝置，包括至少一個(gè)植苗裝置和處理液自動(dòng)噴灌系統(tǒng)，所述植苗裝置包含一個(gè)作為盆栽容器的圓形容器，所述圓形容器中心設(shè)有一個(gè)用于苗木栽植的圓柱筒，所述圓柱筒外側(cè)與圓形容器內(nèi)側(cè)之間通過(guò)若干豎直隔層均勻分隔成若干個(gè)用于放置不同養(yǎng)分處理斑塊的扇形區(qū)域，所述圓柱筒和豎直隔層均為網(wǎng)眼布滿瓊脂的玻璃纖維網(wǎng)。本實(shí)用新型全面系統(tǒng)，自動(dòng)化操作，利用該試驗(yàn)裝置可模擬自然環(huán)境中土壤養(yǎng)分間歇脈沖特性，研究植物根系如何利用形態(tài)學(xué)、生理學(xué)響應(yīng)策略應(yīng)對(duì)自然土壤中的局部間歇脈沖供養(yǎng)環(huán)境。
【IPC分類】A01G31-00, A01G31-02
【公開(kāi)號(hào)】CN204272853
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420725225
【發(fā)明人】鄒顯花, 馬祥慶, 侯曉龍, 劉愛(ài)琴, 蔡麗平, 賈亞運(yùn)
【申請(qǐng)人】福建農(nóng)林大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年4月22日
【申請(qǐng)日】2014年11月27日