[实用新型]一种根际模拟培养装置

说明书

技术领域

本实用新型属于土壤科学领域，涉及一种培养装置，具体涉及一种根际模拟培养装置及 其应用。

背景技术

根际是指受植物根系活动对土壤的影响，在物理、化学和生物学性质上不同于土体的那 部分微域土区。根际的范围很小，一般指离根轴表面数毫米之内。根际的许多化学条件和生 物化学过程不同于土体土壤。根际是植物、土壤和微生物及其环境相互作用的中心，是植物 和土壤环境之间物质和能量交换最剧烈的区域。植物根系释放的分泌物强烈地改变了根际的 生物学和化学过程，不仅可以活化土壤养分、提高土壤养分资源的利用效率，而且还可以钝 化根际中的有毒物质，免遭植物毒害，减少对食物链的污染。有关根际的研究一直是国内外 环境生物学、植物学、植物生理学、土壤学、微生物学、生态学、遗传学和分子生物学联合 研究的热点，是国际研究的前沿领域。

传统的根际土壤的取样方法一般为抖动法，简而言之就是将粘附于根系上的土壤抖动下 来，这种方法在不同植物种类、土壤类型、土壤含水量的环境下，存在着取样量不一致的问 题，且易导致少数根系组织尤其是根毛的残留，影响试验的准确性。现在研究根际的方法主 要为根箱或根袋法，即采用方形窄箱或者孔径小于根系的根袋将根系限制在一定的生长范围 内，此范围内的土壤认定为根际土壤。根袋一般体积较小且埋于土壤中易变形，严重限制了 根系的生长。为保证根箱内根系的密集度，大多数根箱都设计的较小，难以完成植物整个生 育期的研究，且这类根箱根系并非均匀分布，在隔层土壤中不可避免的存在非根际土壤，因 此无法精确地研究根系的作用部位，同时也受作物种类的限制。根箱窄小的隔间，同时也限 制了根系的横向生长，不利于研究自然状态下根际的变化。

在申请号为200910077078.9的专利中公开了一种根际微生物的培养装置，采用尼龙网将 培养箱分割为三个长方体。在申请号为201010533303.1的专利中公开了一种根际土壤模拟培 养装置，可以采集离根际不同距离的土壤。现有的模拟根际环境的根箱均采用方形的设计， 较窄的正方体培养箱在一定程度上可以避免圆柱形盆体的边缘效应，但其存在着限制根系横 向生长的缺点。

因植物根系生长呈辐射状，圆柱形盆体是研究根系及根际的最佳选择。然而，在圆柱形 盆体中，边缘通气性较好，根系密集，而土体中心氧气缺乏，限制了根系的生长，从而限制 了圆柱形盆体在研究根际效应的使用。如果能够解决圆柱形盆体根系生长的边缘效应，使得 根系生长均匀且密集，圆柱形盆体则可以成为研究植物根际的最佳选择。本实用新型在土体 中插入诸多带孔隙的空心管，可以为盆体中心提供充足的氧气，从而避免了土体中根系生物 量较低的问题。采用该空心管还可以向土壤中定量定点添加营养物质，避免添加不均匀的问 题。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种根际模拟培养装置，该装置主要包 括盆体、空心管、聚乙烯网,空心管倾斜插于盆体上，并与盆体呈现75-85°的夹角，聚乙烯 网紧密的包裹在空心管外。

空心管上设置密集的小孔，孔隙大小为0.5-5.0mm，空心管上孔隙的大小及数量根据土 壤质地而定，土壤质地越黏重则孔径越大，数量越多。空心管外包裹一层孔径为24微米的聚 乙烯网，空心管主要起支撑及透气的作用，24微米聚乙烯网可以允许空气及土壤溶液自由穿 过，而根系不能穿透。

空心管的直径及数量与盆体大小、土壤质地黏重呈正比。空心管的粗细、多少根据盆体 大小、土壤质地及所种植物根系生长状况而定，若盆体较大、土壤质地黏重、根系生物量较 低，则设置较多的空心管，空心管也相应地加粗。

利用本实用新型的根际模拟培养装置可在研究根际土壤养分周转变化中的应用，通过以 下步骤实现：

采集试验用土壤，自然风干至含水量为15％，将土壤过3mm筛，分多次添加到盆体中， 多次晃动盆体以使土壤充满整个盆体，种植需要的植物，待植物根系长满盆体中时，将盆体 剪破，从土体中取出聚乙烯空心管，从土体中采集根系及土壤样品，进行根际土壤的周转变 化研究。

利用本实用新型所述的模拟培养装置可在研究根际养分营养贡献中的应用(以甘氨酸为 例)，通过以下步骤实现：

(1)采集试验用土壤，自然风干至含水量为15％，将土壤过3mm筛，添加到盆体中，种 植需要的植物，待植物根系长满盆体中时，该土壤为根际土壤；