一種土壤即時根際模擬培養裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于土壤科學領域，涉及一種土壤培養裝置，具體涉及一種一種土壤即時根際模擬培養裝置及其應用。
【背景技術】
[0002]根際是指受植物根系活動對土壤的影響，在物理、化學和生物學性質上不同于土體的那部分微域土區。根際的范圍很小，一般指離跟軸表面數毫米之內。根際是植物、土壤和微生物及其環境相互作用的中心，是植物和土壤環境之間物質和能量交換最劇烈的區域，是各種養分和有害物質從無機環境進入生命系統參與食物鏈物質循環的必經通道和瓶頸。環境脅迫下的根際動態是植物對環境刺激響應的集中表現，植物根系釋放的分泌物強烈地改變了根際的生物學和化學過程，不僅可以活化土壤養分、提高土壤養分資源的利用效率，而且還可以鈍化根際中的有毒物質，免遭植物毒害，減少對食物鏈的污染。此外，通過根際調控利用植物的超累積作用，能有效地對土壤環境污染進行生物修復。正因為如此，有關根際的研究一直是國內外環境生物學、植物學、植物生理學、土壤學、微生物學、生態學、遺傳學和分子生物學聯合研究的熱點，是國際研究的前沿領域。
[0003]傳統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、土壤含水量的環境下，存在著取樣量不一致的問題，且易導致少數根系組織尤其是根毛的殘留，影響試驗的準確性。現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，此范圍內的土壤認定為根際土壤。根袋一般體積較小且埋于土壤中易變形，嚴重限制了根系的生長。為保證根箱內根系的密集度，大多數根箱都設計的較小，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下根際的變化。
[0004]在申請號為200910077078.9的專利中公開了一種根際微生物的培養裝置，采用尼龍網將培養箱分割為三個長方體。在申請號為201010533303.1的專利中公開了一種根際土壤模擬培養裝置，可以采集離根際不同距離的土壤。現有的模擬根際環境的根箱均采用植物生長一段時間后根系充滿裝置的方法，但這種模擬方法存在三大問題:1.植物根系生長需要經歷從小到大，從無到有的過程，且根系在土體中生長并不均勻，且何時充滿土體難以準確確定，即土壤與根系的準確接觸時間難以確定;2.在植物生長的過程中，土壤中各物質發生著復雜的轉化、吸收、吸附等一系列過程，易混淆根系與土壤培養的作用；3.若研究土壤特定因子對植物根系吸收、代謝的影響，土壤特定因子會因為長期培養而發生變化，難以確定為根系的作用。例如研究根際土壤酸度對小白菜吸收氮源的影響，采用傳統模擬方法培養一段時間后，土壤酸度會發生較大變化，難以準確確定根際酸度的效應。
【發明內容】
[0005]本實用新型的目的是為了克服現有技術存在的缺陷，提供一種土壤即時根際模擬裝置，主要由種苗槽、陶粒柱、聚乙烯網，聚乙烯桶，支撐點組成，陶粒柱內部存在諸多連通的孔隙，可以允許根系自由穿過及生長，陶粒柱外包裹一層孔徑為24微米的聚乙烯網，聚乙烯網緊貼聚乙烯桶內壁，種苗槽位于陶粒柱上部中間位置，支撐點放置于聚乙烯網底部，起到支撐的作用。
[0006]陶粒柱與聚乙烯桶的邊緣間距及底部間距均為0.3-1.0cm，支撐點的高度根據陶粒柱與聚乙烯桶的間距而調整。
[0007]利用本實用新型提供的土壤即時根際模擬培養裝置在研究土壤理化性質對根系吸收代謝的影響中的應用。
[0008]本實用新型裝置的應用通過以下步驟實現:
[0009](I)種子在清水中浸泡24h后，放于培養皿中發芽，第三天后，選取胚芽已經萌動的種子放置于種苗槽中，將包裹著聚乙烯網的陶粒柱放置于底部放有支撐點的聚乙烯桶中；
[0010](2)向聚乙烯桶中添加營養液至剛剛漫過玉米種子，營養液中含8mmol !/1NaNOhlmmol TT1GIycine.4mmo1 [1CaChJmmol [1K^SCUJmmol !/1KifePCU'I.4mmoI [1MgSCU*7H20、0.1mmol L-1NaMoO4.2H20^0.4mmol L-1CuSO4.5H20、lmmol L^1ZnSO4.7H20、8mmol L—1H3BO3UOmmol !/1MnCl2Jmmol L-1Na2EDTA^ 18.3mmol L—1FeSO4.7H20，每三天更換一次營養液；
[0011](3)培養15-25天后，將陶粒柱從聚乙烯桶中取出，用剪刀小心的將聚乙烯網減掉，此時陶粒柱被根系緊緊地包裹，采用純凈水多次清洗陶粒柱及根系，最后用吸水紙將陶粒柱中的水分吸干；
[0012](4)在聚乙烯桶底部添加一層0.5cm厚的過2mm篩、含水量15-40%的土壤，將陶粒柱放置于底部放有支撐點的聚乙烯桶中，陶粒柱與聚乙烯桶間距同樣為0.5cm，過2mm篩、含水量15-40%的土壤添加到陶粒柱與聚乙烯桶的縫隙中，輕微震蕩使其填充均勻；
[0013](5)向土壤中添加一定量的水分，若研究植物根際養分的吸收，也可添加特定物質，培養特定時間后，采集土壤及根系樣品測定。
[0014]本實用新型裝置設計合理，制作簡單成本低。利用本實用新型裝置，可以克服傳統根際模擬方法時間長、誤差大的缺點，只需添加土壤到裝置中就可以模擬根際環境，根系對根際土壤的作用時間可以準確測定，短期內土壤的特定理化性質也不會發生較大變化，可以有效的研究土壤理化性質對根系吸收代謝的影響。
【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型裝置結構示意圖。
[0016]圖2是土壤pH對玉米根際氨基酸吸收量的影響。
[0017]圖3是土壤pH對小白菜根際氨基酸吸收量的影響。
【具體實施方式】
[0018]本實用新型結合附圖和實施例作進一步的說明。
[0019]實施例1
[0020]參見圖1，一種土壤即時根際模擬裝置，主要由種苗槽1、陶粒柱2、聚乙烯網3，聚乙烯桶4，支撐點5組成，陶粒柱2內部存在諸多連通的孔隙，可以允許根系自由穿過及生長，陶粒柱2外包裹一層孔徑為24微米的聚乙烯網3，聚乙烯網3緊貼聚乙烯桶4內壁，種苗槽I位于陶粒柱2上部中間位置，支撐點5放置于聚乙烯網3底部，起到支撐的作用。
[0021]陶粒柱2與聚乙烯桶4的邊緣間距及底部間距均為0.3-1.0cm，支撐點5的高度根據陶粒柱2與聚乙烯桶4的間距而調整。
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