[发明专利]一种优化植物氮肥施用量的实验系统和方法

权利要求书

1.一种优化植物氮肥施用量的实验系统，包括密闭的栽培室，其特征在于，所述的栽培室内设有支架，支架上放置有一个或多个培养皿，各培养皿通过两路输液管与为植物提供不同氮素含量营养液的营养液循环装置连通；

所述栽培室还设有用于栽培室内外空气互换的换气装置，以及为植物提供生长所需光照、温度和湿度的环境控制装置；

所述的营养液循环装置包括：储存含有某种氮肥的水培营养液的储液箱，箱内设置pH值传感器和EC值传感器；用于调节储液箱中营养液的pH值和EC值的调节箱，该调节箱内储存有不含氮肥的营养浓缩液；

所述的换气装置包括设置在栽培室侧壁上的单向进气阀门，位于单向进气阀门相对侧的抽气装置和气体过滤器，及用于检测气体中N含量的检测器。

2.如权利要求1所述的优化植物氮肥施用量的实验系统，其特征在于，所述的储液箱经通气管与向营养液供氧的抽气机连通。

3.如权利要求1或2所述的优化植物氮肥施用量的实验系统，其特征在于，两路输液管均通入所述的储液箱，其中一路输液管用于向培养皿输送营养液，另一路输液管用于引导培养皿内的营养液回流至所述的储液箱。

4.如权利要求3所述的优化植物氮肥施用量的实验系统，其特征在于，输送营养液的输液管上设有营养液温度调节器，回流营养液的输液管上设有营养液消毒器。

5.如权利要求4所述的优化植物氮肥施用量的实验系统，其特征在于，所述培养皿底部设有控制输液管流向的单向进液阀门。

6.如权利要求1所述的优化植物氮肥施用量的实验系统，其特征在于，所述的环境控制装置包括安装在栽培室顶部的红蓝光LED灯、温度调节器和湿度调节器。

7.一种基于权利要求1～6任一项所述实验系统的方法，其特征在于， 包括以下步骤：

1)准备N₁₅标记氮素含量依次增加的多组营养液；

2)将其中一组营养液注入储液箱，利用营养液对各培养皿种的植物进行培养，并定时对营养液和内部空气进行更新；

3)待植物生长至特定时间或生长期时，测量挥发至空气中N质量a、培养皿的营养液中的N质量b和植株内N质量c，算得植物施用氮肥中总的N质量m，m＝a+b+c；

4)依次应用剩余的各组不同氮素含量营养液，重复步骤2)和步骤3)，得到各组营养液对应的a、b、c和m，通过比较分析确定植物氮肥施用量。