一种研究植物根系生长的实验装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种研究植物根系生长的实验装置，属于植物培养技术领域。本实用新型的研究植物根系生长的实验装置，包括至少一个用来盛装培养基的培养室，培养室上端设置有植株定位结构，植株定位结构和培养室底部之间具有用来供植株的根系生长的生长空间，培养室的至少一个侧板为由透明材料制成的用于观察植物根系的观察板，实验装置还包括用于对所述观察板进行遮挡并可由所述观察板处移开的遮光板，所述培养室在左右方向的长度大于培养室在前后方向上的宽度。本实用新型的研究植物根系生长的实验装置便于植物根系在较为狭窄的空间内自然生长，使其根系呈近似平面分布，方便直观观察和测量。
【专利说明】
一种研究植物根系生长的实验装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种研究植物根系生长的实验装置，属于植物培养技术领域。
【背景技术】
[0002]植物根系对植物的生长发育具有重要影响，可为植物生长发育创造良好的环境和基础，作物根系也直接影响着作物的产量。因此，对植物根系的研究是植物研究中一个重大课题与研究方向。但陆生植物根系隐藏在地下，给研究者带来了许多不便，目前在研究过程中对于植物根系的数据采集，大多是将整株植物挖出，这样破坏了植物根系和生长环境，对植物根系形态完整性和生长过程产生了损害。也有把植物培养在一个不透明容器中，观察根系时连同植株一起从容器取出来，测量指标后再放置进入，这样也会对植物根系原位状态造成破坏，缺乏可比性、科学性。为了便于观察，现有技术中还存在把植物培养在一个透明容器的方法，但是这种方法时间长了容易在植物根系部位生长藻类，不利于对植物根系的观察和研究。对于双子叶植物来说，由于侧根向主根系周围呈辐射状生长，研究时培养装置一般较大，需要大量培养液，植株也难以固定。如果采用小的容器培养，则植物根系很难处于自然状态生长，对试验结果准确性有影响。
[0003]申请公布号为CN103828701A的中国发明专利(申请公布日为2014年6月4日)公开了一种用于在近自然状态下培养与观测拟南芥生长的装置，其装置包括培养箱体、观察箱体和培养管，培养箱体和观察箱体活动连接，培养箱体包括培养管托架、培养基托架和培养基盖板，所述培养管托架设于培养箱体的上部，将培养箱体分为地上生长区和根系生长区，观察箱体包括通气孔、滤光层和遮光板。该装置能够使拟南芥在接近自然的状态下生长，但是其在将植物种子播于培养管表面，出苗后，植物根系从小管中伸出进行生长，还需要单独使用培养管和培养管托槽来控制根系的延伸方向和位置，操作较为复杂，费时、费力。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于提供一种操作方便的研究植物根系生长的实验装置。
[0005]为了实现以上目的，本实用新型的研究植物根系生长的实验装置的技术方案如下:
[0006]—种研究植物根系生长的实验装置，包括至少一个用来盛装培养基的培养室，培养室上端设置有植株定位结构，植株定位结构和培养室底部之间具有用来供植株的根系生长的生长空间，培养室的至少一个侧板为由透明材料制成的用于观察植物根系的观察板，实验装置还包括用于对所述观察板进行遮挡并可由所述观察板处移开的遮光板，所述培养室在左右方向的长度大于培养室在前后方向上的宽度。
[0007]所述实验装置包括沿左右方向上依次设置的两个以上的培养室。相邻两个培养室之间共用一个沿竖直方向设置的隔板，该相邻的两个培养室由隔板分隔成为两个独立的植株根系生长空间。
[0008]所述植株定位结构包括在水平方向上可以相对移动和相背移动以实现对所述植株夹持定位的前夹持体和后夹持体。
[0009]所述前夹持体和后夹持体均为柔性夹持体，植株定位结构还包括在夹持定位后与所述前、后夹持体配合以防止前、后夹持体分离的夹持体限位结构。
[0010]所述柔性夹持体由海绵制成。
[0011]所述夹持体限位结构包括培养槽，所述培养槽包括竖向设置的培养筒以及与培养筒下端相连的槽底部，所述培养筒上端与培养室上端固定连接，所述槽底部具有供植株根系穿过的生长孔。
[0012]所述培养筒内壁固定设置有用来对所述柔性夹持体提供向上支撑力的挡止结构。
[0013]所述挡止结构为环状凸缘。
[0014]所述植株定位结构还包括固定设置在培养室上端并沿水平方向延伸的后顶板以及沿水平方向延伸并与培养室上端滑动配合连接的前顶板，所述前顶板和后顶板上分别设置有用来容纳所述前、后夹持体并对前、后夹持体进行挤压的限位槽。
[0015]所述培养筒上端固定设置在所述后顶板下表面上。
[0016]所述培养室侧壁上设置有沿水平方向延伸的导槽，所述前顶板两端插入所述导槽中并与培养室侧壁导向移动配合。
[0017]培养室在左右方向的长度与培养室在前后方向上的宽度的比值不小于10:3。培养室的宽度较小，可将禾本科植物幼苗根系自然分布在狭窄的空间，使其根系呈近似平面分布，便于对根系的直观观察和测量;另外，也可以节省植物培养液。
[0018]培养室内壁设置有刻度标尺。该刻度标尺便于对根系长度等指标进行比较，增加直观性、可比性，还可以在对多个培养室加培养液时保持一致性。
[0019]本实用新型的研究植物根系生长的实验装置具有在左右方向的长度大于培养室在前后方向上的宽度的培养室，便于植物根系在较为狭窄的空间内自然生长，使其根系呈近似平面分布，方便直观观察和测量。
[0020]本实用新型的装置具有直观、便捷、耐用、成本低等特点，用来拍摄和研究微生物液体培养产生的代谢产物具有事半功倍的效果。
[0021]进一步的，本实用新型的装置采用柔性夹持体对植物茎进行夹持固定，操作方便，省时省力。进一步的，前顶板可以抽拉移动，能够灵活地将幼苗固定在后顶板和前顶板上之间，对幼苗起到固定和支持作用，防止植物生长过程中发生倒伏。
【附图说明】
[0022]图1为本实用新型的植物根系生长的实验装置的实施例的正视图；
[0023]图2为本实用新型的植物根系生长的实验装置的实施例的侧视图；
[0024]图3为本实用新型的植物根系生长的实验装置的实施例的俯视图；
[0025]图4为本实用新型的植物根系生长的实验装置的实施例的立体图。
【具体实施方式】
[0026]本实用新型的研究植物根系生长的实验装置的实施例:
[0027]如图1-4所示，本实用新型的研究植物根系生长的实验装置包括培养器I，培养器的尺寸可以根据需要进行设置，本实施例中，培养器的左右方向上的长度为512mm，上下高度为300mm，前后方向上的宽度为60mm，即本实施例中的培养器的宽度较小，便于植物根系在较为狭窄的空间内自然生长，使其根系呈近似平面分布，方便直观观察和测量。所述培养器包括前面板、后面板、左侧板、右侧板和底板，其中后面板、左侧板、右侧板和底板为不透明材料，由不透明的亚克力材料或者玻璃材料制成，以防止光线进入培养器内部使植物根部形成藻类而影响观察，材料厚度可以视需要设置，本实施例中为2mm;前面板为透光前面板2，构成了对植株根系方便观察的观察板，由透明亚克力材料或者玻璃材料制成，用来使观察者能够在需要时观察到培养器内部的植物根系的生长情况。所述培养器内从左到右依次设置有沿竖直方向延伸的隔板3，所述隔板将培养器沿左右方向依次分隔多个培养室。隔板由透明亚克力或者玻璃材料构成，当然也可以为不透明的。本实施例中隔板的数量为4个，分隔成的培养室的数量为5个，其中I个培养室可进行对比试验，另外4个培养室进行重复试验或者对比实验。培养室在水平方向上的截面为扁形，如矩形或者椭圆形。培养室在左右方向上的长度与在前后方向上的宽度的长宽比不小于10: 3，本实施例中，培养室的水平方向上的截面为矩形，每一个培养室的长宽比均为接近10:3。
[0028]所述培养器上设置有用来将对透光前面板进行遮挡的遮光板，遮光板与培养器活动连接，具体的，在培养器左侧板与前面板连接处继续向前延伸以突出出前面板，并在左侧板的右侧壁上固定设置有向右延伸的凸棱，该凸棱与前面板形成了开口朝向右侧板的左导槽4，左导槽的深度为4mm，遮光板的左端部能够插入左导槽并与左导槽进行上下方向的滑动配合；同样的，在培养器右侧板与前面板连接处继续向前延伸以突出出前面板，并在右侧板的左侧壁上固定设置有向左延伸的凸棱，该凸棱与前面板形成了开口朝向左侧板的右导槽5，右导槽的深度为4mm，遮光板的右端部能够插入右导槽并与右导槽进行上下方向的滑动配合。遮光板的大小与透光前面板大小一致，能够满足将透光前面板完全遮挡。在需要将遮光板对透光前面板进行遮挡时，将遮光板插入左导槽和右导槽中，将透光前面板遮挡，避免光线进入培养器内部。在不需要对透光前面板进行遮挡，如需要对培养器中的植物根系进行观察或者拍照时，只需将遮光板向上滑动，或者直接移出左导槽和右导槽即可。
[0029]培养室上端设置有植株定位结构，植株定位结构和培养室底部之间具有用来供植株的根系生长的生长空间，植株定位结构包括在水平方向上可以相对移动和相背移动以实现对所述植株夹持定位的前夹持体和后夹持体。所述前夹持体和后夹持体均为柔性夹持体，植株定位结构还包括在夹持定位后与所述前、后夹持体配合以防止前、后夹持体分离的夹持体限位结构。所述夹持体限位结构包括固定设置在培养室上端并沿水平方向延伸的后顶板以及沿水平方向延伸并与培养室上端滑动配合连接的前顶板，所述前顶板和后顶板上分别设置有用来容纳所述前、后夹持体并对前、后夹持体进行挤压的限位槽。本实施例中，培养室的上端设置有顶盖，顶盖包括后顶板6和前顶板7，后顶板沿水平方向设置，5个培养室中处于最左侧的培养室的后顶板分别于左侧板和对应的隔板固定连接，左侧板和对应的隔板的上端相对的侧壁上分别设置有顶盖导槽，前顶板能够与顶盖导槽在前后方向导向移动配合。同样的，处于最右侧的培养室的后顶板和前顶板也采用相似的设置，不同的是其顶盖导槽分别设置在右侧板和对应的隔板上端相对的侧壁上;处于中间的三个培养室的后顶板和前顶板也采用相似的设置，不同的是顶盖导槽分别设置在对应的隔板的上端相对的侧壁上。本实施例中，顶盖导槽为垂直固定设置在左侧板或者右侧板或者隔板侧壁上的两片Imm厚的钢片8，两片钢片之间构成了通道，后顶板与两片钢片粘结连接以进行固定，前顶板在钢片之间的通道内沿水平方向抽拉移动。前顶板的上表面设置有拉手9，本实施例中，拉手为开口朝向后方的半圆环状凸起，该凸起的高度为2_，半径为5_。
[0030]每一个培养室的后顶板朝向对应的前顶板的前端中心设置有开口向前的半圆孔10，对应的前顶板的后端中心设置有开口向后的半圆孔11，向前的半圆孔与向后的半圆孔构成了所述限位槽，本圆孔的内径视需要设置，本实施例中为15mm，后顶板和前顶板上的半圆孔能够配合形成一个圆孔，后顶板上的半圆孔内壁上设置有外形与半圆孔形状匹配或者外径比圆孔内径略大的半圆形柔性夹持体12，该半圆形柔性夹持体可以为海绵、橡胶等，本实施例中为海绵;半圆形海绵与半圆孔之间设置有2mm厚的橡胶垫，橡胶垫粘结在半圆孔内壁上，半圆形海绵的直径为13mm。在前顶板的半圆孔内壁上以同样的方式也设置有半圆形海绵。后顶板和前顶板的半圆形海绵相对的侧面上均设置有孔径较小的海绵半圆孔13，后顶板和前顶板上的海绵半圆孔配合形成一个供植物茎穿过的圆形通孔，该圆形通孔构成了对植物茎进行固定和支持的支撑孔，该圆形通孔内径只需供植物茎能够穿过即可，本实施中，该圆形通孔的内径为2.5_。
[0031 ]后顶板的下表面固定连接有培养槽14，用来培养和固定种苗，本实施例中，培养槽包括圆筒形培养筒和圆形槽底部，圆筒形培养筒的上沿部分粘结在后顶板下表面，并使圆筒形培养筒的轴线与半圆形海绵中的海绵半圆孔的轴线重合，培养槽的圆形槽底部具有滤网结构，该滤网结构包括设置在圆形底部的滤孔，该滤孔构成了供植株根系穿过的生长孔，滤孔的孔径小于3mm，本实施例中为2mm。培养槽内壁上设置有沿槽体径向向槽内延伸的环状凸缘15，用以对半圆形海绵进行向上支撑力。培养槽的尺寸视需要进行设置，本实施例中，圆筒形槽体的内径为30mm，高度为20mm，环状凸缘设置在距圆形底部14mm处。
[0032]培养器中的4个隔板与透光前面板连接处设置有刻度标尺16，用以对植物根系向下生长的长度进行测量和记录。本实施例中，刻度标尺为带有刻度的亚克力条，粘贴在透光前面板内壁上。
[0033]上述实施例的实验装置在使用时，先在培养室中加入培养液，拉开前顶板，将种苗放置在培养槽中，用半圆形海绵中心的圆形通孔将种苗的茎进行固定，防止幼苗生长过程中发生倒伏，然后将前顶板关闭，将遮光板插入左右导槽中，将透光前面板完全遮挡，使植物自然生长。在需要观察和记录植物根系生长情况时，将遮光板从左右导槽中抽出，根据刻度标尺上的刻度对植物根系的长度及生长情况进行观察和记录，然后将遮光板再次插入左右导槽。
[0034]在本实用新型的研究植物根系生长的实验装置的其他实施例中，遮光板可以设置为沿左右方向与培养器导向移动配合，具体的，培养器的底板向前突出透光前面板，并具有向上延伸的凸起，该凸起与透光前面板形成了下导槽，左侧板和右侧板上端分别设置有开口向下的L形凸起，并形成了开口向下的上导槽，遮光板插入上导槽和下导槽中并与培养器在左右方向上导向移动配合。
[0035]在其他实施例中，遮光板可以采用其他方式与培养器活动连接，如采用设置在遮光板和透光前面板上的磁吸装置进行磁吸连接。当然也可以采用粘结搭扣进行活动连接。
[0036]在其他实施例中，每一个培养室的透光前面板外都活动连接有单独的遮光板，仅对该培养室进行遮光，便于对每一个培养室中的植物根系进行观察和记录。
[0037]在其他实施例中，前顶板采用设置在前顶板两侧的导轨以及设置在左侧板或者右侧板和/或隔板侧壁上的导槽进行滑动配合。
[0038]在其他实施例中，在后顶板和前顶板上设置沿前后方向延伸的通槽，左侧板或者右侧板和/或隔板的顶端插入后顶板和前顶板的通槽中，并与后顶板粘结固定，而前顶板能够在前后方向上移动。
[0039]在其他实施例中，前顶板上不设置拉手。
[0040]在其他实施例中，培养槽内壁不设置环状凸缘，而仅设置两个以上的沿槽体径向向槽内延伸的凸起即可。在其他实施例中，培养槽内壁不设置任何凸起，柔性夹持体直接固定在对应的半圆孔内壁上的橡胶垫上。在其他实施例中，半圆孔内壁不设置橡胶垫。
[0041]在其他实施例中，柔性夹持体为设置在前顶板和后顶板相对的一端上的软性毛刷，植株的茎从毛刷的间隙中穿过。在其他实施例中，海绵中心不设置半圆孔，而仅依靠海绵的弹性对植株的茎进行固定扶持。在其他实施例中，后顶板和前顶板上不设置柔性夹持体，而将仅在后顶板和前顶板中心设置内径较小的半圆孔，并配合用来对植物茎进行固定和支持即可。
[0042]在其他实施例中，不设置培养槽，仅依靠柔性夹持体将植物茎进行夹紧固定。
[0043]在其他实施例中，不设置刻度标尺。
[0044]在其他实施例中，培养室可以仅有一个。
[0045]本实用新型的研究植物根系生长的实验装置(国家自然科学基金〈U1204301〉资助项目)提供了一种在不破坏植物根系及生长环境前提下，更直观的研究和测量植物根系生长情况、采集相关数据的装置，能够掌握植物根部动态发育过程，更好的了解根部生长情况，提高对植物根部的认知水平并提高研究的科学性。本装置省时省力，准确性高，可以直观的观察和研究根部的动态发育过程。培养器被隔板分成多个培养室，一个作对照，其余的作为重复实验，实验过程中可直观比较不同处理间根系长度、数量等指标，增加直观性、科学性、可比性。培养器左右后底四面使用不透明材料，正面外部有可推拉遮光板，一方面当遮光板抽出时，背景为暗色而根系为白色便于观察和拍照，另一方面当遮光板合上可避免光线照射根系，在根系上形成藻类，不利于研究根系形状。本装置使用材料便宜、生产成本较低，便于大规模投产生产。
【主权项】
1.一种研究植物根系生长的实验装置，包括至少一个用来盛装培养基的培养室，培养室上端设置有植株定位结构，植株定位结构和培养室底部之间具有用来供植株的根系生长的生长空间，培养室的至少一个侧板为由透明材料制成的用于观察植物根系的观察板，实验装置还包括用于对所述观察板进行遮挡并可由所述观察板处移开的遮光板，其特征在于，所述培养室在左右方向的长度大于培养室在前后方向上的宽度。2.如权利要求1所述的研究植物根系生长的实验装置，其特征在于，所述实验装置包括沿左右方向上依次设置的两个以上的培养室。3.如权利要求1或2所述的研究植物根系生长的实验装置，其特征在于，所述植株定位结构包括在水平方向上可以相对移动和相背移动以实现对所述植株夹持定位的前夹持体和后夹持体。4.如权利要求3所述的研究植物根系生长的实验装置，其特征在于，所述前夹持体和后夹持体均为柔性夹持体，植株定位结构还包括在夹持定位后与所述前、后夹持体配合以防止前、后夹持体分离的夹持体限位结构。5.如权利要求4所述的研究植物根系生长的实验装置，其特征在于，所述柔性夹持体由海绵制成。6.如权利要求4所述的研究植物根系生长的实验装置，其特征在于，所述夹持体限位结构包括培养槽，所述培养槽包括竖向设置的培养筒以及与培养筒下端相连的槽底部，所述培养筒上端与培养室上端固定连接，所述槽底部具有供植株根系穿过的生长孔。7.如权利要求6所述的研究植物根系生长的实验装置，其特征在于，所述培养筒内壁固定设置有用来对所述柔性夹持体提供向上支撑力的挡止结构。8.如权利要求7所述的研究植物根系生长的实验装置，其特征在于，所述挡止结构为环状凸缘。9.如权利要求4所述的研究植物根系生长的实验装置，其特征在于，所述夹持体限位结构还包括固定设置在培养室上端并沿水平方向延伸的后顶板以及沿水平方向延伸并与培养室上端滑动配合连接的前顶板，所述前顶板和后顶板上分别设置有用来容纳所述前、后夹持体并对前、后夹持体进行挤压的限位槽。10.如权利要求1所述的研究植物根系生长的实验装置，其特征在于，培养室内壁设置有刻度标尺。
【文档编号】A01G31/02GK205546820SQ201620110501
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年2月3日
【发明人】赵龙飞, 徐亚军, 于明刚, 彭顶华, 张梦瑶, 涂凯, 刘香丽
【申请人】商丘师范学院