作物盐害模拟系统及其使用方法与流程

本发明涉及作物灾害技术领域，具体地说是一种作物盐害模拟系统及其使用方法。

背景技术：

土壤盐化是影响世界生态环境与农业生产发展的主要环境问题之一，目前全球约有7％的陆地正在发生不同程度的盐化，约1/3耕地受到盐化影响。随着人类活动对地球环境造成的人为破坏，土壤盐渍化现象逐步恶化。土壤中过高的含盐量通过引发渗透胁迫、氧化胁迫和离子毒害直接和间接的方式影响植物的生长发育，对作物造成伤害。研究作物对盐害的响应机制、筛选耐盐种质、培育耐盐品种尤为重要。

在研究作物对盐害的反应过程中，前人采用砂培、土培、水培等方法进行盐害胁迫模拟试验，其中水培虽能实现盐分分布均匀，但无法模拟田间生长环境，砂培便于盐溶液的浇灌与渗透，但易产生盐分并沉积至中下层，土培难以实现盐分分布均匀；

因此，如何实现最大程度上模拟自然条件，使作物正常生长的同时又能保证盐分均匀一致，以研究作物对盐害胁迫的适应性、耐性及调控机制，进而筛选、培育盐害耐受品种，是目前亟待解决的问题。

技术实现要素：

为了解决上述技术缺陷，本发明涉及模拟大田盐害胁迫条件，且具有自动化、并可控制盐分均匀一致，从而有效研究作物生长特性的一种作物盐害模拟系统及其使用方法。

本发明一方面保护一种作物盐害模拟系统，包括：供试槽、滴灌装置、供液装置，所述供试槽上部设置有滴灌装置，用于向所述供试槽内种植的作物提供养分，所述供液装置设置在所述供试槽外部，与所述供试槽形成高度差，且所述供试槽底部的排水口通过第一排液管与所述供液装置的进液口连通，所述供试槽上部的进液口通过进液管与所述供液装置的出液口连通；

其中，所述供试槽包括从上往下依次设置的用于种植作物的种植层、过滤层、沉淀层，所述过滤层用于过滤大分子物质进入所述沉淀层，所述沉淀层用于沉积杂质。

本发明第二方面保护一种一种选育耐盐作物的方法，包括作物模拟系统，其具体步骤如下：

S1、首先将所需研究的作物种植至所述种植层，并向所述储液箱内储存所需浓度盐溶液；打开所述泵，将所述储液箱内盐溶液通过所述滴灌装置输送至所述供试槽，此时，所述阀门关闭；

S2、打开所述阀门，关闭所述泵，使得容纳至沉淀层的盐溶液通过所述第一排液管排入所述储液箱内，再检测所述储液箱内盐溶液含盐量，同时，向所述储液箱内添加NaCl调整盐溶液的含盐量至所需浓度，并将调整浓度后的盐溶液根据步骤S1方法运输至所述储液箱；

S3、重复步骤S1～S2 3～4次，检测所述种植层含盐浓度，直至所述种植层各处盐分浓度达到一致；

S4、盐胁迫处理期间，每间隔2～3天，重复S1～S2一次，记录作物生长状况，以此掌握作物耐盐性。

作物盐害模拟系统及其使用方法，其优点是：当使用盐溶液进行处理时，由于供试槽内的结构设计以及循环灌排盐溶液方法，使得作物根系所处种植层中盐浓度处于均匀稳定状态，避免盐分在种植层沉积，继而导致浓度不均匀而影响试验结果的问题；同时，第一排液管上阀门的设计，可控制第一排液管内液体的流速；最后，第一液位计、第二液位计的设置，可实时观察液体高度。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明工作状态的正视图；

图3为本发明的侧视图；

其中：

1、供试槽，11、种植层，11a、缓冲垫，12、过滤层，13、沉淀层，14、支撑座，15、第一液位计；

2、滴灌装置，21、分流管，22、导流管，23、滴灌孔；

3、供液装置，31、第二排液管，32、储液箱，33、泵，34、第二液位计；

4、第一排液管，41、阀门；

5、进液管。

具体实施方式

根据图1至图3所示：作物盐害模拟系统，包括：供试槽1、滴灌装置2、供液装置3，所述供试槽1上部设置有滴灌装置2，用于向所述供试槽1内种植的作物提供养分，所述供液装置3设置在所述供试槽1外部，与所述供试槽1形成高度差，且所述供试槽1底部的排水口通过第一排液管4与所述供液装置3的进液口连通，所述供试槽1上部的进液口通过进液管5与所述供液装置3的出液口连通；

其中，所述供试槽1包括从上往下依次设置的用于种植作物的种植层11、过滤层12、沉淀层13，所述过滤层12用于过滤大分子物质进入所述沉淀层13，所述沉淀层13用于沉积杂质。

进一步地，所述供试槽1底部设置有支撑座14，用于所述供试槽1与所述供液装置3形成水势差，使得所述供试槽1内底部液体经所述第一排液管4运输至所述供液装置3。

优选地，沿所述供试槽1外壁的竖直方向设置有第一液位计15，用于监测所述供试槽1内液体高度。

进一步地，所述种植层11的上表面间隔设置有缓冲垫11a，且所述缓冲垫11a位于作物周围，使得相邻所述缓冲垫11a之间设有一株作物，用于避免作物周围土体凹陷；

优选地，所述缓冲垫11a为海绵缓冲垫11a；

优选地，所述种植层11为透水性基质或者营养土；进一步地，所述种植层11的厚度根据作物实际所需耕作厚度确定；

优选地，所述过滤层12为过滤膜，透水性强、韧性强，且具有耐腐蚀性；

优选地，所述沉淀层13为鹅卵石铺设而成，用于沉积杂质，避免杂质堵塞所述第一排液管4；

优选地，所述滴灌装置2包括：设置在所述种植层11上部的分流管21、至少一根平行设置的导流管22、滴灌孔23，所述分流管21沿所述供试槽1顶面边缘设置，且所述分流管21由一根管围合而成，使得所述导流管22平行设置于所述分流管21围合的空间内，且所述导流管22与所述供试槽1平行设置，用于分流所述分流管21内的液体；所述导流管22上均布有多个滴灌孔23，且每个所述滴灌孔23与一个所述缓冲垫11a对应，用于控制所述滴灌孔23排出的液体对所述种植层11的冲击；

进一步地，所述导流管22上设置所述滴灌孔23的个数与所述缓冲垫11a的个数相等，且所述导流管22的根数与所述种植层11内种植作物的排数相等；

进一步地，所述滴灌孔23的开口面积不大于所述缓冲垫11a朝向所述滴灌装置2一侧的面积。

优选地，供液装置3包括：第二排液管31、储液箱32、泵33、第二液位计34，所述第二排液管31一端设置于所述储液箱32，另一端与所述泵33连接，用于所述储液箱32内液体在所述泵33的作用下，依次通过所述第二排液管31、所述进液管5进入所述供试槽1内；所述第二液位计34沿所述储液箱32外壁竖直方向设置，用于监测所述储液箱32内水位；

进一步地，所述储液箱32内液体的储存量用以浸没所述种植层11上表面。

进一步地，所述第一排液管4上设置有阀门41，用于控制所述第一排液管4液体的流速。

一种选育耐盐作物的方法，包括作物模拟系统，具体步骤如下：

S1、首先将作物种植至所述种植层11，并向所述储液箱32内储存所需浓度盐溶液；打开所述泵33，将所述储液箱32内盐溶液通过所述滴灌装置2输送至所述供试槽1，此时，所述阀门41关闭；

优选地，步骤S1中，输送盐溶液至所述供试槽1时，使得所述供试槽1内盐溶液高度与所述种植层11上表面平齐即可；

优选地，步骤S1中，所述储液箱32内的盐溶液在所述泵33的作用下，依次流经所述第二排液管31、所述进液管5、所述导流管22，在所述导流管22上经过所述分流管21进行分流，通过所述滴灌孔23进入所述供试槽1内的所述缓冲垫11a上，盐溶液穿过所述缓冲垫11a进入所述种植层11，一部分盐溶液滞留在所述种植层11，另一部分盐溶液经过所述过滤层12，储存至所述沉淀层13；

S2、打开所述阀门41，关闭所述泵33，使得容纳至所述沉淀层13的盐溶液通过所述第一排液管4排入所述储液箱32内，再检测所述储液箱32内盐溶液含盐量，同时，向所述储液箱32内添加NaCl调整盐溶液的含盐量至所需浓度，并将调整浓度后的盐溶液根据步骤S1方法运输至所述储液箱32；

优选地，步骤S2中，输送盐溶液至所述供试槽1时，通过所述第一液位计15控制所述供试槽1内盐溶液高度位于所述种植层11以下20～30cm，避免作物根部浸泡在盐溶液中发生渍害；

优选地，步骤S2中，打开所述阀门41，储存至所述沉淀层13内的盐溶液经所述供试槽1底部出液口进入所述第一排液管4，最终流入所述储液箱32内，同时，可通过调节所述阀门41，用以控制所述第一排液管4液体的流速。

S3、重复步骤S1～S2 3～4次，检测所述种植层11含盐浓度，直至所述种植层11各处盐分浓度达到一致；

S4、盐胁迫处理期间，每间隔2～3天，重复S1～S2一次，记录作物生长状况，以此掌握作物耐盐性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。