专利名称：植物根系缺氧胁迫的方法
技术领域：
本发明涉及一种模拟植物涝害的方法，特别涉及一种植物根系缺氧胁迫的方法。
背景技术：
在现有技术中，研究植物涝害处理方法上有溶氧调节仪、双套盆法和淹水没过地面。第一种方法只能将水培液中的溶解氧控制在特定的浓度范围之内，而不能将水培液中的溶解氧控制在一个稳定的数值点；第二种和第三种方式虽然很好的模拟了涝害的状态， 但是限于目前土壤中溶解氧测量技术的发展水平，很难时刻监测出植物根系周围溶解氧含量。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种既能很好的模拟植物涝害的状态，又能时刻监测植物根系周围溶解氧的含量，还可以将空气与植株根系周围水培液的氧隔绝，使植物根系周围溶解氧含量随着植物体自身代谢而逐渐降低的植物根系缺氧胁迫的方法。本发明的技术方案是这样实现的一种植物根系缺氧胁迫的方法，其特征在于，包括如下步骤(a)将植物根系置于容器内的水培液中；(b)在所述水培液的液面上覆盖植物油油封层。上述植物根系缺氧胁迫的方法，在步骤(b)之后，还包括步骤(c)监测植物根系周围溶解氧的含量并调节所述水培液中溶解氧的浓度。上述植物根系缺氧胁迫的方法，所述植物油油封层厚度为0. 2 5厘米。上述植物根系缺氧胁迫的方法，植物根系全部淹没在所述水培液中。上述植物根系缺氧胁迫的方法，自植物根系向上0. 5 5厘米的植物的茎浸没在所述水培液中。上述植物根系缺氧胁迫的方法，利用溶解氧测量仪监测植物根系周围溶解氧的含量并且利用调氧器向所述水培液中供给氧气，以调节所述水培液中溶解氧的浓度。上述植物根系缺氧胁迫的方法，包括如下步骤(a)将水培液置于容器中，然后将植物根系置于容器内的水培液中，再将溶解氧测量仪的溶解氧测量部和调氧器放置于容器中，导气管的两端分别与加氧泵和调氧器连接， 并且导气管与调氧器的气体分散管流体导通，利用加氧泵可以控制向水培液中加氧的速率，并将定时器与加氧泵连接，利用定时器可以控制向水培液中加氧的时间，水培液的液面没过调氧器的气体分散管的出气口以便自气体分散管的出口出来的气体能够顺利分散到水培液中，从而可以通过气体分散管向水培液中供给氧气；(b)在水培液的液面上覆盖植物油油封层；(C)利用溶解氧测量仪监测植物根系周围溶解氧的含量；利用调氧器调节所述水培液中溶解氧的浓度当水培液中需要补充溶解氧的时候，将加氧泵、定时器和开关打开， 通过导气管和气体分散管进入水培液的氧气能够顺利分散在水培液中；当需要停止向水培液中补充溶解氧的时候，将加氧泵、定时器和开关关闭。本发明的有益效果是(1)经反复实验表明植物油油封层不仅能够隔绝空气，而且对植物体本身不产生影响；用本发明的植物根系缺氧胁迫的方法不会产生污染物影响植株生长；且操作简便易行，经济实用。(2)既能很好的模拟植物涝害的状态，又能时刻监测植物根系周围溶解氧的含量，还可以将空气与植株根系周围水培液的氧隔绝，使植物根系周围溶解氧含量随着植物体自身代谢而逐渐降低。( 利用本发明的植物根系缺氧胁迫的方法可以模拟植物涝害，能够方便地模拟植物从正常条件到低氧胁迫再到缺氧胁迫的整个过程。⑷能使水培液中的溶解氧最低保持在0. 5毫克每升，并且非常稳定；效期最高达12 天以上，可以研究在极限值情况下的关于植物涝害的一系列研究。
图1为本发明的植物根系缺氧胁迫的方法在实际应用中的示意图。图中1-加氧泵，2-电源，3-定时器，4-溶解氧测量仪，41-溶解氧测量部，5_容器，6-调氧器，61-气体分散管，7-植物油油封层，8-植物，9-水培液，10-导气管，101-开关。
具体实施例方式结合附图对本发明做进一步的说明本实施例植物根系缺氧胁迫的方法，包括如下步骤(a)将水培液9置于容器5中，然后将植物根系置于容器5内的水培液9中，再将溶解氧测量仪4的溶解氧测量部41和调氧器6放置于容器5中，导气管10的两端分别与加氧泵1和调氧器6连接，并且导气管10与调氧器6的气体分散管61流体导通，利用加氧泵1可以控制向水培液9中加氧的速率，并将定时器3与加氧泵1连接，利用定时器3可以控制向水培液9中加氧的时间，水培液9的液面没过调氧器6的气体分散管61的出气口以便自气体分散管61的出口出来的气体能够顺利分散到水培液9中，从而可以通过气体分散管61向水培液9中供给氧气；需要说明的是所述水培液9的深度是根据植株大小和植株数量来设定，以能淹没植株根系，不能淹没植株的叶，没过根系5厘米以内为宜；实验用的植物8在所述容器5均勻分布；(b)在所述水培液9的液面上覆盖植物油油封层7 ；(c)使溶解氧测量仪4的溶解氧测量部41位于所述水培液9中，以便利用溶解氧测量仪4监测植物根系周围溶解氧的含量；利用调氧器6调节所述水培液9中溶解氧的浓度；所述气体分散管61为两个或两个以上，并且所述气体分散管61的内径小于所述导气管 10的内径；这样使得能够通过所述导气管10向所述水培液9中供给大量氧气并经过所述气体分散管61分散之后能够有效地溶解在所述水培液9中。所述定时器3可根据实验需要设定通气时间；所述加氧泵1可根据时间需要设定通气的档位调节通氧速度；在所述导气管10上安装有开关101以便控制所述导气管10中气体的通断。电源2分别向所述加氧泵1和所述定时器3供电。
当所述水培液9中需要补充溶解氧的时候，将加氧泵1、定时器3和开关101打开， 通过所述导气管10和所述气体分散管61进入所述水培液9的氧气能够顺利分散在所述水培液9中；当需要停止向所述水培液9中补充溶解氧的时候，将所述加氧泵1、所述定时器3 和所述开关101关闭。利用所述加氧泵1可以控制向所述水培液9中加氧的速率，从而可以控制所述水培液9中溶解氧的浓度；利用所述定时器3可以控制向所述水培液9中加氧的时间，从而可以满足各种实验的需要；利用所述溶解氧测量仪4可时刻监测所述水培液9 中的溶解氧，溶解氧变化曲线中最低点为溶解氧浓度的最低的临界值。本实施例中所述调氧器6可以利用现有技术中公知的调氧设备，也可以使用自制的调氧设备。本发明提供如下调氧设备其包括底座、两端具有开口的圆筒形分隔腔体、气体分散管61和用于封闭圆筒形分隔腔体一端开口的塞子；气体分散管61设置在底座上，圆筒形分隔腔体远离塞子的一端可拆卸地安装在底座上并且圆筒形分隔腔体的空腔内的水培液9与圆筒形分隔腔体外的水培液9相互导通以使得圆筒形分隔腔体的空腔内液面与圆筒形分隔腔体外液面在同一水平面上(圆筒形分隔腔体的上部边沿伸出植物油油封层7的液面，从而实现圆筒形分隔腔体的水培液9的液面上没有植物油油封层7)，从而使得调氧器6供给的氧气能够从圆筒形分隔腔体的空腔内的水培液9中进入到圆筒形分隔腔体外的水培液9，气体分散管61位于圆筒形分隔腔体的空腔内，并且气体分散管61的进气端与导气管10流体导通。在底座上可以设置三个支柱，以便将圆筒形分隔腔体卡在三个所述支柱之间(可以通过圆筒形分隔腔体下部边沿与底座之间的间隙或者圆筒形分隔腔体上的流动孔实现圆筒形分隔腔体内外水培液9的导通)；三个支柱可以做成实心，使其更加结实耐用。气体分散管61为两个或两个以上，并且气体分散管61的内径小于导气管10的内径； 这样使得能够通过导气管10向水培液9中供给大量氧气并经过气体分散管61分散之后能够有效地溶解在水培液中。塞子与圆筒形分隔腔体的接触面上涂有凡士林层，以便使得调氧器6在使用过程中能够有效地防止植物油油封层7中的植物油通过塞子与圆筒形分隔腔体之间的间隙进入圆筒形分隔腔体的空腔内，从而可以消除在向水培液10中供给氧气的时候由于圆筒形分隔腔体的空腔内的液面上有植物油而影响氧气泡的破裂。当水培液9中需要补充溶解氧的时候，将圆筒形分隔腔体上的塞子以及开关101 打开，此时由于圆筒形分隔腔体内的水培液9表面上没有植物油油封层7，通过气体分散管 61进入水培液9的氧气能够顺利分散在水培液9中(解决了由于水培液9的液面上具有植物油油封层7时，气泡浮在水培液9与植物油油封层7之间难以破裂的技术难题)；当需要停止向水培液9中补充溶解氧的时候，将开关101关闭，用塞子将圆筒形分隔腔体的上端塞紧，并将圆筒形分隔腔体从底座上取下放置于水培液9中(塞子可以防止此过程中植物油进入圆筒形分隔腔体内)，应始终保持圆筒形分隔腔体的下端处于水培液9中，以避免圆筒形分隔腔体内进入植物油而影响向水培液9中补充氧气。在本实施例中，所述植物油油封层7厚度为0. 2 5厘米之间的任意数值；均可以实现本发明创造的发明目的；优选所述植物油油封层7厚度为0. 3 1厘米。如果所述植物油油封层7厚度太小，油封效果相对比较差，在使用过程中(尤其是取苗的时候)会有外界空气与所述水培液9接触。如果所述植物油油封层7厚度太大，将会有较长的植物茎浸没在植物油中，会对植物体的正常生长有一定的影响。本实施例中植物根系全部淹没在所述水培液9中；自植物根系向上有0. 5 5厘米的植物8的茎浸没在所述水培液9中(即植物根系全部淹没在所述水培液9中，并且自植物根系向上有0. 5 5厘米的植物8的茎浸没在所述水培液9中)，这样可以使得所述水培液9能够淹没植物根系上方的一段植物茎，避免由于所述植物油油封层7的晃动而使植物油与植物根系接触。本实施例植物根系缺氧胁迫的方法具有如下优点(1)植物油油封层7不仅能够隔绝空气，而且对植物体本身不产生影响；用本发明的植物根系缺氧胁迫的方法不会产生污染物影响植株生长；且操作简便易行，经济实用。(2)既能很好的模拟植物涝害的状态， 又能时刻监测植物根系周围溶解氧的含量，还可以将空气与植株根系周围水培液的氧隔绝，使植物根系周围溶解氧含量随着植物体自身代谢而逐渐降低。(3)利用本发明的植物根系缺氧胁迫的方法可以模拟植物涝害，能够方便地模拟植物从正常条件到低氧胁迫再到缺氧胁迫的整个过程。(4)本实施例的方法可方便模拟植物从正常条件到低氧胁迫再到缺氧胁迫的整个过程；既不会造成水培液污染，也不会影响植物生长。能使水培液中的溶解氧最低保持在0. 5毫克每升，并且非常稳定；效期最高达12天以上，可以研究在极限值情况下的关于植物涝害的一系列研究。植株所处的外界环境可根据需要自行调控(比如光照强度、 湿度、温度、光照时长等)。植株所处外界环境会影响水培液中的溶解氧，但是，其溶解氧的变化规律大致相同，均能使其降到临界值(0. 5毫克每升)。本实施例中的方法使用的所述容器5可以根据需要选择玻璃的或铁制的。另外， 所述植物油油封层7为豆油油封层，也可以为其它植物油。
权利要求
1.植物根系缺氧胁迫的方法，其特征在于，包括如下步骤(a)将植物根系置于容器(5)内的水培液(9)中；(b)在所述水培液(9)的液面上覆盖植物油油封层(7)。
2.根据权利要求1所述的植物根系缺氧胁迫的方法，其特征在于，在步骤(b)之后，还包括步骤(c)监测植物根系周围溶解氧的含量并调节所述水培液(9)中溶解氧的浓度。
3.根据权利要求1所述的植物根系缺氧胁迫的方法，其特征在于，所述植物油油封层 (7)厚度为0. 2 5厘米。
4.根据权利要求1-3任一所述的植物根系缺氧胁迫的方法，其特征在于，植物根系全部淹没在所述水培液(9)中。
5.根据权利要求4所述的植物根系缺氧胁迫的方法，其特征在于，自植物根系向上 0. 5 5厘米的植物(8)的茎浸没在所述水培液(9)中。
6.根据权利要求2所述的植物根系缺氧胁迫的方法，其特征在于，利用溶解氧测量仪 (4)监测植物根系周围溶解氧的含量并且利用调氧器(6)向所述水培液(9)中供给氧气，以调节所述水培液(9)中溶解氧的浓度。
7.根据权利要求6所述的植物根系缺氧胁迫的方法，其特征在于，包括如下步骤(a)将水培液(9)置于容器(5)中，然后将植物根系置于容器(5)内的水培液(9)中， 再将溶解氧测量仪(4)的溶解氧测量部Gl)和调氧器(6)放置于容器( 中，导气管(10) 的两端分别与加氧泵(1)和调氧器(6)连接，并且导气管(10)与调氧器(6)的气体分散管 (61)流体导通，利用加氧泵(1)可以控制向水培液(9)中加氧的速率，并将定时器(3)与加氧泵⑴连接，利用定时器⑶可以控制向水培液(9)中加氧的时间，水培液(9)的液面没过调氧器(6)的气体分散管(61)的出气口以便自气体分散管(61)的出气口出来的气体能够顺利分散到水培液(9)中，从而可以通过气体分散管(61))向水培液(9)中供给氧气；(b)在水培液(9)的液面上覆盖植物油油封层(7)；(c)利用溶解氧测量仪(4)监测植物根系周围溶解氧的含量；利用调氧器(6)调节所述水培液(9)中溶解氧的浓度当水培液(9)中需要补充溶解氧的时候，将加氧泵(1)、定时器⑶和开关(101))打开，通过导气管(10)和气体分散管(61))进入水培液(9)的氧气能够顺利分散在水培液(9)中；当需要停止向水培液(9)中补充溶解氧的时候，将加氧泵 (1)、定时器(3)和开关(101)关闭。
全文摘要
本发明公开一种植物根系缺氧胁迫的方法，所述方法包括如下步骤(a)将植物根系置于容器内的水培液中；(b)在所述水培液的液面上覆盖植物油油封层。本发明的植物根系缺氧胁迫的方法可以将空气与植株根系周围水培液的氧隔绝，使根系周围溶解氧含量随着植物体自身代谢而逐渐降低；既能很好的模拟植物涝害的状态，又能时刻监测根系周围溶解氧的含量。
文档编号A01G31/00GK102415322SQ201110237060
公开日2012年4月18日 申请日期2011年8月18日 优先权日2011年8月18日
发明者周宇, 张开春, 张晓明, 李倩, 王晶, 闫国华 申请人:北京市农林科学院