[发明专利]一种用于研究根系水平方向觅养行为的试验装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及植物觅养行为的研究领域，主要涉及植物根系水平方向觅养行为的研究，具体的说是一种用于研究根系水平方向觅养行为的试验装置及方法。

背景技术

土壤有效养分含量是生态系统的重要属性之一，而土壤养分空间异质性普遍存在于自然生态系统中，土壤有效养分含量的空间尺度变化较大，可达到被植物个体根系感知的范围。植物在长期进化过程中，为了最大限度地获取土壤资源，对养分的空间异质性产生各种可塑性反应，包括形态可塑性、生理可塑性、菌根可塑性等。许多植物种的根系在养分丰富的斑块中大量增生，增生程度种间差异较大，并受斑块属性(斑块大小、养分浓度)、营养元素种类和养分总体供应状况的影响。植物还通过调整富养斑块中细根的直径、分枝角、节间距以及空间构型来实现斑块养分的高效利用。

发明内容

本发明提供一种用于研究根系水平方向觅养行为的试验装置及方法，利用该试验装置可以在最接近自然的状态下，研究植物在根际养分随时间消耗殆尽后，其根系由近及远感应开拓新养分斑块的能力，尤其是试验植物根系水平觅养的能力。

本发明的技术方案在于：一种用于研究根系水平方向觅养行为的试验装置，包括用于移植植物苗木的中心圆筒和同心套置在中心圆筒外侧的若干个同心圆筒，其特征在于：所述中心圆筒与最外层同心圆筒之间的区域沿径向方向均匀布设有若干个竖直隔层，以分隔出若干个用于放置不同养分的养分斑块的扇形区域，所述中心圆筒和同心圆筒的底部设置有底板，所述中心圆筒的筒壁、同心圆筒的筒壁和竖直隔层均为玻璃纤维网，所述玻璃纤维网上凝固有琼脂，以让植物根系能顺利穿过玻璃纤维网的同时阻隔不同扇形区域内养分的流动。

作为一优选方案，所述的若干个同心圆筒为3个同心圆筒，所述的若干个竖直隔层为沿四个同心圆筒径向方向均匀布置的4个竖直隔层，所述4个竖直隔层将相邻两圆筒之间的区域等分成4个扇形区域。

本发明的另一技术方案在于：一种用于研究根系水平方向觅养行为的试验方法，包括上述的试验装置，其特征在于，按以下步骤进行：

（1）取一定数量的长势相同的植物苗木，将植物苗木移入到上述试验装置的中心圆筒内，并在每个试验装置的扇形区域内对应放置有不同养分的养分斑块；

（2）将上述放置有植物苗木和养分斑块的试验装置分成若干批；

（3）定时采用注射器注射的方法向每个试验装置的扇形区域内补充水分或营养液；

（4）定期取出一批的试验装置进行观测：取每个扇形区域内的根系进行生理及形态指标的测定。

（5）记录试验数据：不同时间段各扇形区域内根系的分布及生长情况。

作为一优选方案，上述步骤（4）为取每个扇形区域的根系，通过数字化扫描仪扫描各根系图像，应用图像分析软件对各层根系进行定量分析，同时进行相关生理指标的测定。

本发明的优点在于：本发明的试验装置可以在最接近自然的状态下，研究植物在根际养分随时间消耗殆尽后，其根系由近及远感应开拓新养分斑块的能力，尤其是试验植物根系水平觅养的能力。其整体结构简单，造价低廉，取材和制作方便。

附图说明

图1是本发明的试验装置的结构示意图。

图中：1—中心圆筒，2—同心圆筒，3—竖直隔层，4—扇形区域，5—底板。

具体实施方式

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下。

如图1所示本发明的试验装置的结构示意图，该图的右侧部采用透视的方式表示，以充分展示本发明的内部结构，左侧部是外形的图示。

本发明的技术方案在于：一种用于研究根系水平方向觅养行为的试验装置，包括用于移植植物苗木的中心圆筒1和同心套置在中心圆筒外侧的若干个同心圆筒2，其特征在于：所述中心圆筒1与最外层同心圆筒2之间的区域沿径向方向均匀布设有若干个竖直隔层3，以分隔出若干个用于放置不同养分的养分斑块的扇形区域4，所述中心圆筒1和同心圆筒2的底部设置有底板5，所述中心圆筒1的筒壁、同心圆筒2的筒壁和竖直隔层3均为玻璃纤维网，所述玻璃纤维网上凝固有琼脂，以让植物根系能顺利穿过玻璃纤维网的同时阻隔不同扇形区域内养分的流动。

作为一优选方案，所述的若干个同心圆筒为3个同心圆筒，所述的若干个竖直隔层为沿四个同心圆筒径向方向均匀布置的4个竖直隔层，所述4个竖直隔层将相邻两圆筒之间的区域等分成4个扇形区域。

本发明的另一技术方案在于：一种用于研究根系水平方向觅养行为的试验方法，包括上述的试验装置，其特征在于，按以下步骤进行：