一种周丛生物的培养装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种周丛生物的培养装置，包括：培养箱；设置在所述培养箱内的周丛生物附着系统，用于供周丛生物附着生长；设置在所述培养箱内的并位于所述周丛生物附着系统之上的光照系统，用于为周丛生物的生长提供光源和热源；为所述周丛生物附着系统供应水体的供水系统，用于为周丛生物的生长提供水流环境；设置在所述培养箱内的水质参数检测系统，用于对周丛生物生长的水质条件进行检测；支撑并调节所述培养箱相对于水平面倾角的支撑系统，用于通过调节所述培养箱倾角，改变培养箱中所述周丛生物附着系统的河道条件。本实用新型提供的周丛生物培养装置，从基质、光照、水质、流速等方面模拟周丛生物的生长条件，实现周丛生物的室内培养。
【专利说明】一种周丛生物的培养装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于生物培养领域，涉及周丛生物的科学研宄，尤其涉及一种周丛生物的培养装置。
【背景技术】
[0002]周丛生物为附着在基质上生长的生物群落，包括藻类、细菌、真菌、动物、有机或无机碎肩等，其附生基质可以是有机或无机物，可以是有生命的或非生命的形式。周丛生物位于水生态系统营养级的最低端，是河流初级生产力的主要组成部分，对河流生态健康至关重要。开展周丛生物相关研宄，对于河流生态学发展具有重要的理论意义，同时对河流生态修复具有重要的现实意义。
[0003]国外，关于周丛生物的研宄起步较早，已从野外的调查研宄逐步转向室内的模拟研宄，已成为河流生态学领域的研宄热点。国内，有关周丛生物的研宄要落后许多，目前主要还停留在野外研宄阶段，但对于我国河流周丛生物的室内研宄也是势在必行。周丛生物对其生长环境要求苛刻，是开展室内培养研宄的限制因子。本装置正是鉴于此，从基质、光照、水质、流速等方面出发，综合考虑周丛生物生长条件，可针对不同周丛生物群落，调节不同培养条件，实现室内培养，同时可为研宄环境因子对周丛生物生长的影响过程和机理研宄提供一个平台。
[0004]国内现无附石周丛生物室内培养装置的报道，相近的培养装置主要针对浮游生物或藻类，对于附石周丛生物的培养，存在以下不足:
[0005]1、多无附着系统，个别针对着生藻类的培养装置使用的也为人造载体，不能为附石周丛生物提供自然的生长载体。
[0006]2、无检测系统，不能实时监控培养装置水文/水质状况，无法有效保障周丛生物生长环境。
[0007]3、进出水布设不合理，不能实现培养箱均匀布/出水，无法为周丛生物生长提供均匀的水流。
[0008]4、无坡度调节装置，不能实现培养装置坡度调节，无法模拟不同梯度自然河道坡度走势和在培养箱形成不同水深区域。
[0009]5、没有从基质、光照、水质、流速等方面综合考虑，设计培养装置，以满足周丛生物对其生长环境苛刻要求。
【发明内容】
[0010]本实用新型针对现有技术对周丛生物的室内培养研宄中存在的问题，提供了一种周丛生物的培养装置，包括:
[0011]培养箱；
[0012]设置在所述培养箱内的周丛生物附着系统，用于供周丛生物附着生长；
[0013]设置在所述培养箱内的并位于所述周丛生物附着系统之上的光照系统，用于为周丛生物的生长提供光源和热源；
[0014]为所述周丛生物附着系统供应水体的供水系统，用于为周丛生物的生长提供水流环境；
[0015]设置在所述培养箱内的水质参数检测系统，用于对周丛生物生长的水质条件进行检测；
[0016]支撑并调节所述培养箱相对于水平面倾角的支撑系统，用于通过调节所述培养箱倾角，改变培养箱中所述周丛生物附着系统的河道条件。
[0017]其中，所述培养箱可以为长方体或正方体。
[0018]其中，所述周丛生物附着系统位于培养箱的底部，包括粗砂层和位于其上部的鹅卵石。
[0019]特别是，所述粗砂层的厚度为15-20(3111，粗砂层中粗砂的粒径为0.5-2臟。
[0020]尤其是，所述鹅卵石的长轴直径为15-20(3%短轴直径为10-15(3%所述鹅卵石的厚度为1-5(3111。
[0021]特别是，所述鹅卵石随机平铺于所述粗砂上。
[0022]粗砂层的设置是为了模拟周丛生物生长的自然河道环境，鹅卵石层的设置是为周丛生物提供附着生长场所。
[0023]其中，所述光照系统位于培养箱的上部，包括照明装置和电源装置。
[0024]特别是，所述照明装置的光照强度可调节，可以根据周丛生物的生长需求调节所适当的光照强度。
[0025]尤其是，所述照明装置提供的光照强度为0-50000匕。
[0026]特别是，所述电源装置与室内的电源插座接通，用于为所述照明装置供电。
[0027]其中，所述供水系统包括:
[0028]具有进水管道和与其连接的进布水管的进水装置；以及
[0029]具有出水管道和与其连接的出布水管的出水装置；
[0030]其中，所述进步水管和出布水管分别设置在所述培养箱相对的两侧。
[0031]特别是，所述进布水管位于培养箱的一侧，与所述培养箱的侧壁平行。
[0032]尤其是，所述进水管道的一端与所述进布水管连接，其另一端穿过所述培养箱的侧壁与进水池相连。
[0033]特别是，所述进水管道的直径小于所述进布水管的直径。
[0034]特别是，所述出布水管位于培养箱与进布水管相对的另一侧，与所述培养箱的侧壁平行。
[0035]尤其是，所述出水管道的一端与所述出布水管连接，其另一端穿过所述培养箱的侧壁与出水池相连。
[0036]特别是，所述出水管道的直径小于所述出布水管的直径。
[0037]其中，所述进步水管包括连接所述进水管道的进布水管道和分布在所述进布水管道上的多个进水孔；
[0038]特别是，所述多个进水孔位于所述进布水管道上的与所述进水管道相反的一侧，并且设置在所述进布水管道的上部。
[0039]尤其是，所述进水孔的直径小于所述进布水管的半径。
[0040]特别是，所述进水孔位于所述鹅卵石之上。
[0041]其中，所述出步水管包括连接所述出水管道的出布水管道和分布在所述出布水管道上的多个出水孔；
[0042]特别是，所述多个出水孔位于所述出布水管道上的与所述出水管道相反的一侧，并且设置在所述出布水管道的上部。
[0043]尤其是，所述出水孔的直径小于所述出布水管的半径。
[0044]特别是，所述出水孔位于所述鹅卵石之上。
[0045]其中，所述供水系统还包括:
[0046]连接所述进水管道的进水池；
[0047]连接所述出水管道的出水池；以及
[0048]连接所述出水池与进水池的回水管道。
[0049]进水池内的水经由进水管道进入进布水管，通过进布水管上的进水孔流入培养箱，由于多个进水孔均匀分布，使得进水水流均匀，另一方面，由于进水孔的位置高于鹅卵石，使得由进水孔流出的水先接触鹅卵石，而不直接接触粗砂层，防止进水对粗砂层的冲刷。培养箱内的出水通过出布水管上的出水孔流入出布水管，然后经由出水管道流入出水池，由于多个出水孔均匀分布，可以保证对出水收集均匀完全，另一方面，由于出水孔的位置高于鹅卵石，防止了水流对粗砂层的冲刷。出水池内的的出水经由回水管道进入进水池，在进水池、培养箱以及出水池之间形成了一个循环水流，一方面提供了周丛生物生长的水流环境，同时节约了水资源。
[0050]其中，所述水质参数检测系统包括水质检测仪器和水质检测探头，用于对培养箱中的培养水进行水质参数的测定。
[0051]特别是，所述水质检测仪器包括在线水质检测仪和流速仪。
[0052]尤其是，所述水质检测探头包括邱探头、0？1？探头、流速探头和00探头。
[0053]特别是，所述探头的前端置于所述培养箱上覆水的中间层。
[0054]尤其是，所述上覆水是超过所述周丛生物附着系统指以上的水体。
[0055]通过水质参数检测装置，可以对培养水的邱值、0？1？值、流速、00值和温度进行实时监测，进而随时调控培养条件，从而保持最适合周丛生物生长的培养条件。
[0056]其中，所述支撑系统包括用于支撑培养箱的支撑体；以及固定连接所述支撑体底部的多个支柱。
[0057]特别是，所述支撑体为长方体或正方体，与所述培养箱相匹配。
[0058]尤其是，所述支撑体的高度小于所述培养箱的高度。
[0059]其中，所述多个支柱包括位于所述支撑体一侧的至少两个固定支柱和位于所述支撑体一侧相对的另一侧的至少两个可升降支柱。
[0060]特别是，所述可升降支柱可以包括:
[0061]与所述支撑体固定连接的管体，其下端设有对应的一对插孔；
[0062]套接在所述管体外的套管，其上端设有对应的多对插孔；以及
[0063]与所述插孔相匹配，用于固定所述管体和套管的插销。
[0064]尤其是，所述可升降支柱可以包括:
[0065]与所述支撑体固定连接的管体，其下端内壁设有螺纹；
[0066]套接在所述管体外的套管，其上端外壁设有与所述管体的螺纹相对应的螺纹。
[0067]除上述两种情况，其余的可升降装置，如液压提升装置等均适用于本实用新型，通过调节所述支柱的高度，调节所述培养箱倾角，改变培养箱中所述周丛生物附着系统的河道条件。
[0068]本实用新型的优点和有益技术效果如下:
[0069]1、本实用新型的周从生物培养装置从基质、光照、水质、流速等方面综合考虑周从生物的生长条件实现周从生物的室内培养。
[0070]2、本实用新型的周从生物培养装置设置了周从生物附着系统，通过模拟自然河流底质，为周从生物提供自然的生长载体，供周从生物附着生长。
[0071]3、本实用新型的周从生物培养装置设置供水系统，通过进水系统和出水系统实现了对培养箱的均匀布水和出水，使得培养箱水流均匀，同时避免了对地质的冲刷，为周从生物生长提供均匀的水流环境。
[0072]4、本实用新型的周从生物培养装置通过布设检测系统，实时监控周从生物生长的关键水质指标变化过程，包括邱、0卩？、00和流速条件，有效保障周从生物的生长环境。
[0073]5、本实用新型的周从生物培养装置的支撑系统，通过调节支柱的高度改变培养箱相对于水平面的倾角，模拟不同梯度自然河道坡度走势和在培养箱形成不同水深区域。
[0074]6、本实用新型的周从生物培养装置可针对不同的周从生物群落，调节不同的培养条件，为研宄环境因子对周从生物生长的影响过程和机理研宄提供了平台。
【专利附图】
【附图说明】
[0075]图1为本实用新型周丛生物培养装置的组合图；
[0076]图2为本实用新型周丛生物培养装置的正面剖视图；
[0077]图3为本实用新型周丛生物培养箱的俯视图；
[0078]图4为本实用新型周丛生物培养装置的支撑系统的装置图；
[0079]图5为本实用新型周丛生物培养装置的供水装置和出水装置的剖视图；
[0080]图6为本实用新型周丛生物培养装置的供水装置和出水装置的俯视图；
[0081]图7为本实用新型周丛生物培养装置的实施例1的可升降支柱的组合图(幻和侧视图⑶；
[0082]图8为本实用新型周丛生物培养装置的实施例2的可升降支柱管体的正面视图⑷和套管的剖视图㈦；
[0083]附图标记说明:
[0084]1、培养箱；2、周从生物附着系统；3、光照系统；4、供水系统；5、检测系统；6、支撑系统；11、周从生物；21、粗砂层；22、鹅卵石；41、进水装置；411、进水管道；412、进布水管；413、进水孔；414、进布水管道；42、出水装置；421、出水管道；422、出布水管；423、出水孔；424、出布水管道；43、进水池；44、出水池；45、回水管；51、水质监测仪器；52、邱探头；53、0？尺探头；54、流速探头；55、00探头；61、支撑体；62、固定支柱；63、可升降支柱；631、管体；632、套管；633、插销；634、插孔；635、外螺纹；636、内螺纹。
【具体实施方式】
[0085]以下结合附图及实施例对本实用新型进行说明。本实用新型的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本实用新型的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本实用新型的精神和范围下可以对本实用新型技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本实用新型的保护范围内。
[0086]实施例1
[0087]如图1、图2、图3所示，本实用新型的周从生物的培养装置，包括培养箱1，周从生物附着系统2，光照系统3，供水系统4，水质参数检测系统5和支撑系统6。
[0088]培养箱1为长方体或正方体。本实用新型中的培养箱为长方体。本实用新型中培养箱的尺寸为:长 2.5-3.5111，宽 1-1.5111，高 1-1.5111。
[0089]周从生物附着系统2位于培养箱1的底部，包括粗砂层21和位于其上部的鹅卵石22。本实用新型中的粗砂层厚度为15-20(3111，粗砂层中粗砂的粒径为0.5-2皿；鹅卵石的长轴直径为15-20(3%短轴直径为10-15(3%鹅卵石的厚度为1-5^，鹅卵石随机平铺于粗砂上。
[0090]光照系统3位于培养箱1的上部，包括照明装置31和电源装置32。照明装置31提供的光照强度为0-50000匕。
[0091]供水系统4包括:具有进水管道411和与其连接的进布水管412的进水装置41 ；以及具有出水管道421和与其连接的出布水管422的出水装置42.其中，进步水管412和出布水管422分别设置在培养箱1相对的两侧，进布水管412位于培养箱1的一侧，与所述培养箱1的侧壁平行，出布水管422位于培养箱1与进布水管412相对的另一侧，与所述培养箱1的侧壁平行。
[0092]本实用新型中进水管道的直径为20-30111111，进步水管的直径为70-80111111，出水管道的直径为20-30111111，出步水管的直径为70-80111111。
[0093]如图5、图6所示，进步水管412包括连接进水管道411的进布水管道414和分布在所述进布水管道上的多个进水孔413，多个进水孔413位于进布水管道414上的与进水管道411相反的一侧，并且设置在进布水管道414的上部，进水孔413位于鹅卵石22之上；出步水管422包括连接出水管道421的出布水管道424和分布在出布水管道上的多个出水孔423 ；多个出水孔423位于出布水管道424上的与出水管道421相反的一侧，并且设置在出布水管道424的上部，出水，423位于鹅卵石22之上。
[0094]本实用新型中进水孔的直径为15-25臟，相邻两进水孔之间的最近距离为10臟，出水孔的直径为15-25臟，相邻两出水孔之间的最近距离为10臟。
[0095]供水系统4还包括:连接进水管道411的进水池43 ；连接出水管道421的出水池44 ；以及连接出水池43与进水池44的回水管道45。本实用新型中进水池的尺寸为长1-1.5111，宽 1-1.5111，高 1-1.51X1。
[0096]水质参数检测系统5包括水质检测仪器51和水质检测探头，用于对培养箱中的培养水进行水质参数的测定。本实用新型中的水质检测仪器为在线水质检测仪和流速仪。水质检测探头包括邱探头52、0？1？探头53、流速探头54和00探头55。
[0097]如图4所示，支撑系统包括用于支撑培养箱的支撑体61 ；以及固定连接所述支撑体底部的多个支柱。本实用新型中的支撑体61为长方体，与培养箱1相匹配。支柱包括位于支撑体出水系统一侧的两个固定支柱62和位于支撑体出水一侧的两个可升降支柱63。
[0098]如图7所示，可升降支柱63包括:与支撑体61固定连接的管体631，其下端设有对应的一对插孔634 ；套接在管体631外的套管632，其上端设有对应的多对插孔634 ；以及与插孔相匹配，用于固定管体和套管的插销633。
[0099]本实用新型中支撑体的尺寸为:长2.5-3.50，宽1-1.5%高0.2-0.30。固定支柱的高度为40-45(3111，可升降支柱的高度为40-60(3111。
[0100]本实用新型的周从生物培养装置，【具体实施方式】中的培养箱长3111，宽1111，高1111 ；周丛生物附着系统中粗砂层的厚度为20(3111，粗砂层中粗砂的粒径为1臟；鹅卵石的长轴直径为15^，短轴直径为10^，鹅卵石的厚度为3挪，鹅卵石随机平铺于粗砂上；照明装置提供的光照强度为4000()1 ；进水管道的直径为25臟，进步水管的直径为75臟，出水管道的直径为25臟，出步水管的直径为75臟；进水孔的直径为20臟，相邻两进水孔之间的最近距离为10臟，出水孔的直径为20臟，相邻两出水孔之间的最近距离为10臟；进水池的尺寸为长加，宽1111，高1111 ；支撑体长3111，宽1111，高0.2111。固定支柱的高度为40(3111，可升降支柱的高度为
5001110
[0101]本实用新型的工作过程如下:
[0102]按照要求配置培养周从生物的培养用水，其中培养用水中碳元素的含量为7.5.118/[，氮元素的含量为1.21118/1，磷元素的含量为0.151118/1，将配置好的培养用水转入进水池。
[0103]关闭培养箱1的出水阀门，打开进水池与进水管道之间的蠕动泵，使得进水池内的培养用水通过进布水管上的进水孔流入培养箱，直至培养用水高出周从生物附着系统30^，停止进水；由于多个进水孔均匀分布，使得进水水流均匀，另一方面，由于进水孔的位置高于鹅卵石，使得由进水孔流出的水先接触鹅卵石，而不直接接触粗砂层，防止进水对粗砂层的冲刷。
[0104]向周从生物附着系统的鹅卵石上接种待培养的周从生物，打开光照系统的照明装置，调节其光照强度白天为40000匕，晚上为0匕，打开检测系统，对培养水的水质进行监测，保持此状态2天。
[0105]将可升降支柱的管体与套管上的插孔对应，插入插销使其固定，使得可升降支柱的高度为50。！！！。
[0106]同时打开进水池与进水管道之间的蠕动泵和回水管道上的蠕动泵，以及培养箱的出水阀门，使得培养用水在进水池、培养箱和出水池之间形成水流循环，促进周从生物的生长，保持3天，其中循环水流速为1111/8。待周从生物生长到合适生物量时，即可开展相关科学研宄。
[0107]实施例2
[0108]周丛生物培养装置的培养箱、周从生物附着系统、光照系统、供水系统、水质参数检测系统和支撑系统的支撑体和固定支柱均与实施例1相同。
[0109]如图8所示，可升降支柱63包括:与支撑体61固定连接的管体635，其下端外壁设有外螺纹637 ；套接在管体635外的套管636，其上端内壁设有与管体635的外螺纹637相对应的内螺纹638。
[0110]本实用新型的周从生物培养装置，【具体实施方式】中的培养箱长3.50，宽1.50，高1.5111 ；周丛生物附着系统中粗砂层的厚度为15(3111，粗砂层中粗砂的粒径为1.5臟；鹅卵石的长轴直径为20^，短轴直径为15^，鹅卵石的厚度为5挪，鹅卵石随机平铺于粗砂上；照明装置提供的光照强度为50000匕；进水管道的直径为20臟，进步水管的直径为70臟，出水管道的直径为20臟，出步水管的直径为；进水孔的直径为15臟，相邻两进水孔之间的最近距离为10臟，出水孔的直径为15臟，相邻两出水孔之间的最近距离为10臟；进水池的尺寸为长1.5111，宽1.5111，高1.5111 ；支撑体长3.5111，宽1.5111，高0.3111。固定支柱的高度为45(3111，可升降支柱的高度为60(31110
[0111]本实用新型的工作过程如下:
[0112]按照要求配置培养周从生物的培养用水，其中培养用水中碳元素的含量为7.2^/[，氮元素的含量为1.31118/1，磷元素的含量为0.21118/1，将配置好的培养用水转入进水池。
[0113]关闭培养箱1的出水阀门，打开进水池与进水管道之间的蠕动泵，使得进水池内的培养用水通过进布水管上的进水孔流入培养箱，直至培养用水高出周从生物附着系统50^，停止进水；由于多个进水孔均匀分布，使得进水水流均匀，另一方面，由于进水孔的位置高于鹅卵石，使得由进水孔流出的水先接触鹅卵石，而不直接接触粗砂层，防止进水对粗砂层的冲刷。
[0114]向周从生物附着系统的鹅卵石上接种待培养的周从生物，打开光照系统的照明装置，调节光照强度白天为50000匕，晚上为0匕，打开检测系统，对培养水的水质进行监测，保持此状态2天。
[0115]将可升降支柱的管体与套管上的螺纹对应，旋动套管，使得可升降支柱的高度为6001110
[0116]同时打开进水池与进水管道之间的蠕动泵和回水管道上的蠕动泵，以及培养箱的出水阀门，使得培养用水在进水池、培养箱和出水池之间形成水流循环，促进周从生物的生长，保持3天，其中循环水流速为0.5.11/8 0待周从生物生长到合适生物量时，即可开展相关科学研宄。
【权利要求】
1.一种周丛生物的培养装置，其特征在于，包括: 培养箱； 设置在所述培养箱内的周丛生物附着系统，用于供周丛生物附着生长； 设置在所述培养箱内的并位于所述周丛生物附着系统之上的光照系统，用于为周丛生物的生长提供光源和热源； 为所述周丛生物附着系统供应水体的供水系统，用于为周丛生物的生长提供水流环境; 设置在所述培养箱内的水质参数检测系统，用于对周丛生物生长的水质条件进行检测； 支撑并调节所述培养箱相对于水平面倾角的支撑系统，用于通过调节所述培养箱倾角，改变培养箱中所述周丛生物附着系统的河道条件。
2.如权利要求1所述的周丛生物的培养装置，其特征在于，所述周丛生物附着系统位于培养箱的底部，包括粗砂层和位于其上的鹅卵石。
3.如权利要求2所述的周丛生物的培养装置，其特征在于，所述粗砂层的厚度为15-20cm，粗砂层中粗砂的粒径为0.5-2mm ;所述鶴卵石层的长轴直径为15_20cm，短轴直径为10-15cm，所述鶴卵石的厚度为l-5cm。
4.如权利要求1所述的周丛生物的培养装置，其特征在于，所述光照系统位于培养箱的上部，包括可调节光照强度的照明装置和电源装置；其中，所述照明装置提供的光照强度为 0-500001xo
5.如权利要求1所述的周丛生物的培养装置，其特征在于，所述供水系统包括: 具有进水管道和与其连接的进布水管的进水装置；以及 具有出水管道和与其连接的出布水管的出水装置； 其中，所述进步水管和出布水管分别设置在所述培养箱相对的两侧。
6.如权利要求5所述的周丛生物的培养装置，其特征在于，所述进步水管包括连接所述进水管道的进布水管道和分布在所述进布水管道上的多个进水孔； 所述多个进水孔位于所述进布水管道上的与所述进水管道相反的一侧，并且设置在所述进布水管道的上部。
7.如权利要求5所述的周丛生物的培养装置，其特征在于，所述出步水管包括连接所述出水管道的出布水管道和分布在所述出布水管道上的多个出水孔； 所述多个出水孔位于所述出布水管道上的与所述出水管道相反的一侧，并且设置在所述出布水管道的上部。
8.如权利要求5所述的周丛生物的培养装置，其特征在于，所述供水系统还包括: 连接所述进水管道的进水池； 连接所述出水管道的出水池；以及 连接所述出水池与进水池的回水管道。
9.如权利要求1所述的周丛生物的培养装置，其特征在于，所述支撑系统包括用于支撑培养箱的支撑体；以及固定连接所述支撑体底部的多个支柱。
10.如权利要求9所述的周丛生物的培养装置，其特征在于，所述多个支柱包括位于所述支撑体一侧的至少两个固定支柱和位于所述支撑体一侧相对的另一侧的至少两个可升降支柱。
【文档编号】A01G33/00GK204251619SQ201420643042
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年10月31日 优先权日:2014年10月31日
【发明者】唐文忠, 单保庆, 王立硕, 张洪 申请人:中国科学院生态环境研究中心