[发明专利]水土共用13

说明书

本发明公开了一种水土共用¹³CO₂标记培养‑根系分泌物收集装置及其方法，装置包括上部的同位素气体标记箱和下部植物根箱两大部分，标记箱包含玻璃罩、空气混合装置和配有气阀的¹³CO₂气瓶，植物根箱自左向右由PVC塑料板分隔成左溶液培养室和右土壤培养室，在右右土壤培养室中由尼龙网将土壤分隔成若干个纵向隔层，每个分隔的根系生长室中埋入Micro Rhizon根际溶液采样器。该装置具有结构简单、占地面积小和成本低的特点，能够在不破坏根系生长的前提下实现同一株植物在水培和土培环境中根系分泌物的原位收集分析，从而确定不同生长时期来源于根系分泌的各类有机物种类及其在根际微域中的分布特征。

技术领域

本发明涉及根系分泌物收集技术领域，特别涉及一种水土共用¹³CO₂标记培养-根系分泌物收集装置及其方法，用于精确研究植物根际微区域中根系分泌物的种类和分布特征。

背景技术

植物可以通过向根际分泌生物活性分子来改变土壤微生物群，从而影响其后代的表现。根系分泌物除了为微生物生长提供碳和氮底物外，还作为信号分子、引诱剂、刺激剂、抑制剂和排斥剂来影响根际微生物。根系分泌物在土壤结构形成、土壤养分活化、植物营养吸收、生物污染胁迫、环境污染修复等领域均有重要作用，受到国内外学者普遍关注。目前常用的根系分泌物收集方法有溶液培收集法、基质培(蛭石培、砂培、琼脂培等)收集法及土培收集法。上述三种收集方法可以有效的收集植株根系分泌物，但同时也各自存在着缺陷。其中，溶液培收集法和基质培收集法这两种方法能精准分析根系分泌物组成，但都改变了植物的正常生长环境，不能够还原反映植物在土壤中的实际分泌情况，试验结果往往与实际土壤中根系分泌物状况存在很大差异。土培收集法虽能还原植物原始生长情况，但由于土壤本身存在复杂的化合物，很难将土壤自身的有机物与根系分泌的有机物区分开，影响研究结果的可靠性。同时，现有的根系分泌物收集装置并未系统地对同一株植物在不同培养体系中根系分泌物状况进行比较，限制了我们对不同培养环境下植物根系分泌特性差异的理解。因此，在不破坏根系生长的前提下实现根系分泌物的原位收集和精准收集一直是学术界的技术难题。

近年来稳定性同位素标记技术的应用，为根际生态学的研究提供了重要途径。其中¹³CO₂植物(间接)标记法在根际生态学研究中具有重要作用，可以追踪碳在植物-土壤体系中的流动，以评价环境条件对碳流的影响。目前，利用¹³CO₂植物(间接)标记法研究植物根系分泌物的培养收集装置较少，尤其缺乏在不破坏根系生长的前提下实现根系分泌物的原位收集和精准收集。

发明内容

为了解决上述技术难题，本发明的目的是提供一种水土共用¹³CO₂标记培养-根系分泌物收集装置及其方法，可以将土壤自身的有机物与根系分泌物区分开，提高结果的可靠性，同时还可以精确定位不同根际微域中根系分泌物分布特征。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

水土共用的¹³CO₂标记培养-根系分泌物收集装置，包括上部的标记箱和下部的植物根；所述标记箱包含依次连通的玻璃罩、空气混合装置和配有气阀的¹³CO₂气瓶，所述玻璃罩侧面设有出气口和进气口，以通过空气混合装置将¹³CO₂气瓶输入的气体混合后通过进气口输入玻璃罩；所述植物根箱自左向右由PVC板分隔成左溶液培养室和右土壤培养室两个培养区域，在所述右土壤培养室中由尼龙网以10mm间隔分隔成的若干个纵向隔层，在每个纵向隔层中分别埋入Micro Rhizon根际溶液采样器。

进一步地，所述玻璃罩由透明有机玻璃制成。

进一步地，所述植物根箱为PVC材料。