[发明专利]一种多联植物根系分泌物无菌收集装置及其应用

说明书

技术领域

本发明属于农业生产装置技术领域,具体涉及一种多联植物根系分泌物无菌收集装置及其应用。

背景技术

土壤是植物生长的媒介，是人类赖以生存的物质基础，是植物所需水分、热量和营养物质的最主要来源。土壤质量的优劣直接关系到农产品的质量安全、人类的健康以及社会经济的可持续发展。近年来，随着土壤连作栽培年限的增加，出现了土壤质量恶化、病虫严重、作物产量降低、农产品品质下降等一系列现象。国内外学者经过多年的研究发现植物根系的自毒可能是造成土壤质量退化和连作障碍的一个主要原因。植物与土壤和土壤微生物的交互作用也是未来土壤质量研究中的一个重要方向，为此，国内不少实验室发明制造了多款根系分泌物的收集装置，如华南农业大学发明的植物根系分泌物的原位收集装置，兰州大学盆栽植物的收集装置，沈阳大学的原位根系分泌物收集装置，东北农业大学的组合式植物根系分泌物收集装置，上海大学的植物根系分泌物采集装置等，这些根系分泌物的共同特点是植物根系分泌物收集装置操作复杂、不能一次大量收集植物根系分泌物及收集的植物根系分泌物成分复杂问题。同时，一次实验所需装置多，装置之间的实验数据的一致性存在差异，而且植物根系分泌物在流动过程中也容易被土壤胶体吸附，土壤微生物的代谢过程也会对根系分泌物的成分造成影响。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种使用方便、实用、低成本的多联根系分泌物收集装置及其应用。

本发明的技术方案是多联根系分泌物收集装置由无菌空气制备部分、植物培养部分和植物根系分泌物收集部分组成。无菌空气制备部分由时间控制器、充气泵、空气净化瓶、连接管、气量调节阀、单向阀和气盘石组成；植物培养部分由栽培桶、多孔软木塞、玻璃管、棉花层组成，通过气盘石为植物根系提供所需的无菌氧气，利用棉花层隔绝外界污染源进入无菌栽培系统；植物根系分泌物收集部分，营养液用蒸馏水配制，使用前高压灭菌，植物生长结束后采用树脂收集柱收集根系分泌物。本装置的创新点为：

1、植物根系分泌物的收集是在无菌状态下进行的。通过对植物根系生长环境的无菌化处理，使植物根系始终处于无菌状态下生长；营养液通过高压灭菌的方式进行无菌化处理；根系生长所需要的氧气通过无菌气体生成系统提供；利用棉花防止栽培装置中未经处理的空气进入植物根系生长环境中；利用单向阀控制气体的流向，并防止液体回流。

2、植物根系呼吸所需的氧气是通过无菌空气制备系统提供。利用气量可调的充气泵供气，先经过棉花层过滤气体中的颗粒物质，再利用硫酸对空气中的微生物进行清除，让后利用活性炭对硫酸处理后空气中的酸和其它杂质进行吸附，所得无菌空气通过导气管和气盘石产生气泡，为营养液中生长的植物根系提供氧气。

3、本装置是一种多联根系分泌物收集系统。所谓多联是利用分流装置将无菌空气系统制备的空气均分到多个无菌栽培装置中，克服了不同无菌空气制备装置间存在的误差，并大大节省了试验空间和设备投资。

4、植物根系无菌生长环境是通过对营养液进行高压灭菌，利用棉花层和栽培装置的密封性隔绝外界污染源进入根系生长系统，利用无菌空气制备系统提供根系呼吸所需氧气，保证植物根系生长环境处于无菌状态。

5、无菌气体的均分是通过控制充气泵的气量调节阀来控制供气量，利用分流装置上的调气阀来调节每个无菌栽培系统的供气量，进而达到每个无菌栽培系统中获得氧气量的一致性。

本发明与现有技术相比其有益效果是:

本装置结构设计巧妙、科学，把无菌空气制备系统、植物栽培系统和植物根系分泌物收集浓缩系统巧妙的结合，为植物土壤交互作用研究、植物根系分泌物与土壤微生物的交互作用研究和其它相关领域的研究提供了必要的条件。

本装置结构简单、占地面积小、成本低、无菌水平高，既适合于植物水培根系分泌物的无菌收集，也适合于无菌空气的制备。本装置可用于植物与土壤交互作用研究或植物与根际微生物交互作用研究或植物根系分泌物自毒研究或土壤质量检测。同时，也可应用于进行无菌空气的其它研究领域。为农业生产提供了一种新的现代化装置。

附图说明

图1多联植物根系分泌物无菌收集装置

(1)充气泵(2)气量调节阀(3)单向调节阀(4)棉花层(5)硫酸洗气瓶(6)活性炭洗气瓶(7)导气管(8)栽培桶(9)气量调节阀(10)栽培孔(11)加液孔(12)气盘石(13)多孔软木塞(14)植物营养(15)分流装置(16)进气孔（17）棉花层

具体实施方式