浮水植物同位素滴灌培养箱及操作方法与流程

本发明涉及浮水植物培养技术领域，具体地说是一种浮水植物同位素滴灌培养箱及操作方法。

背景技术：

浮水植物生境特殊，是研究植物养分在水体与空气中循环与流动的重要载体。同时，稳定同位素研究是用于探索生物的物质交换与化学成分循环的重要方法。目前，浮水植物的稳定同位素研究是生态学与环境学的研究热点。然而，目前实验中稳定同位素的处理与添加主要通过人工机械地喷洒或者培养液添加等粗放方式，缺乏对稳定同位素进行定量施加与精准喷洒的装置。因此需要一种浮水植物同位素滴灌培养箱，以直接用于浮水植物稳定同位素的精准处理、局部添加及其生长动态观察。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种浮水植物同位素滴灌培养箱及操作方法，用于方便浮水植物的同位素滴灌式培养。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：浮水植物同位素滴灌培养箱，包括箱体和设置在箱体敞口端的端盖，其特征是，在箱体的内壁上设有夹持浮水植物的夹持机构，在端盖上固定安装有储液桶，在储液桶的顶部设有同位素管，在同位素管的左侧设有调节器，在调节器与同位素管之间设有混合管，在调节器的顶部连接有培养液管，在调节器的左端连接有水管，在调节器上设有调节培养液管与调节器内腔之间以及水管与调节器内腔之间连通大小的调节单元；

在储液桶的底部设有出液管，出液管与输送管连通，所述输送管的下端与箱体侧壁上的连接管连接，输送管的上端与软管的上端连接，软管的下端置于滴灌机构中，所述滴灌机构设置在端盖上；

在水管、培养液管、同位素管、混合管、出液管以及输送管上均设有阀门；

在箱体的下部包裹有遮光片。

进一步地，所述夹持机构包括至少两个沿周向均匀设置的夹持单元，夹持单元包括与固定在箱体内壁上的耳板铰接连接的摆杆、与摆杆滑动连接的内杆、设置在摆杆与内杆之间的顶丝、固定在内杆末端的圆弧形的夹持板。

进一步地，所述耳板为u形结构，摆杆通过铰接轴与耳板铰接，当摆杆处于水平面内时摆杆与耳板底部接触。

进一步地，所述调节单元包括转动安装在调节器内腔中的转轴、固定在转轴上且置于调节器外部的旋钮、固定在转轴上的挡块，所述挡块上设有与调节器内壁接触的圆弧形外壁，在调节器的上侧壁设有十个均匀设置的第一小孔，在调节器的左侧壁设有十个均匀设置的第二小孔，第一小孔均与培养液管连通，第二小孔均与水管连通。

进一步地，滴灌机构包括固定在端盖上的支座、设置在支座上方的压板、设置在压板与支座之间的第一弹簧、设置在第一弹簧内侧的气囊、与气囊底部连接的主气管、设置在主气管下方的滴灌器、设置在滴灌器内腔中的可上下移动的密封板、设置在滴灌器与主气管之间的若干支气管、下端固定在密封板上的软管，气囊为伸缩管，压板底部与气囊顶部固定连接且在压板上设有进气口，在进气口内设有单向阀；在密封板与滴灌器的顶部之间设有若干沿周向均匀设置的第二弹簧，密封板将滴灌器的内腔分成上层的气腔和下层的液体腔，支气管的一端与主气管连接，支气管的另一端与气腔连通，软管的下端与液体腔连通，在滴灌器的底部设有滴灌孔。

进一步地，在端盖与储液桶之间设有支架。

进一步地，在调节器的外壁上设有刻度线，在旋钮上设有指针。

进一步地，所述夹持单元为四个。

浮水植物同位素滴灌培养箱的操作方法，其特征是，它包括以下步骤：(1)打开端盖，将浮水植物放入箱体内，然后将摆杆放平，通过夹持板夹住浮水植物植株；夹持浮水植物时，根据浮水植物植株的尺寸调节内杆与摆杆之间的相对位置；

(2)将端盖安装在箱体敞口端，将输送管的下端与连接管连接在一起，将输送管的上端与软管连接在一起；

(3)根据需要，旋转旋钮调节加入调节器内的培养液的占比，然后打开水管或/和培养液管上的阀门，打开混合管、同位素管上的阀门，使得培养液或/和水进入储液桶内，打开出液管和输送管上的阀门，使得培养液或/水进入箱体内；

(4)当需要向箱体内滴入同位素液时，打开同位素管、出液管和输送管上的阀门，使得同位素液进入软管和滴灌器内，按压压板，使得同位素液流出滴灌器；按压压板的次数以及压板下移的距离不同时，可以向箱体加入不同体积的同位素液。

本发明的有益效果是：本发明提供的浮水植物同位素滴灌培养箱及操作方法，可以方便对浮水植物的夹持固定，且能够实现对浮水植物的水培培养，在培养过程中，可以根据需要向箱体内加入同位素，且操作时方便、简单。

附图说明

图1为本发明的正面示意图；

图2为箱体的剖视图；

图3为夹持机构的示意图；

图4为夹持机构的调节示意图；

图5为滴灌机构的示意图；

图6为滴灌器的俯视图；

图7为压板和气囊的俯视示意图；

图8为按压压板时的示意图；

图9为压板复位时的示意图；

图10为调节器与培养液管、水管和混合管的装配示意图；

图11为调节器的内部结构示意图；

图12为调节器的正面示意图；

图中：1箱体，11端盖，111通孔，12凸台，13连接管，14螺母，15耳板，16遮光片，2摆杆，21内杆，22铰接轴，23夹持板，24顶丝，3支架，4支座，41压板，42第一弹簧，43气囊，44进气口，45主气管，46支气管，5滴灌器，51密封板，52第二弹簧，53滴灌孔，6储液桶，61出液管，62输送管，63单向阀，64同位素管，65阀门，66软管，7调节器，71第一小孔，72第二小孔，73出口，74挡块，75转轴，76旋钮，77指针，78刻度线，8培养液管，81水管，82混合管。

具体实施方式

如图1至图12所示，本发明的浮水植物同位素滴灌培养箱主要包括箱体1、夹持机构、滴灌机构、储液桶6和调节器7，下面结合附图对本发明进行详细描述。

如图1、图2所示，箱体1为本发明的基础部件，箱体为圆柱形的中空结构，在箱体的顶部可拆卸的安装有端盖11，端盖为圆形结构，在端盖的中心设有通孔111，在箱体的顶部设有圆环形的凸台12，凸台与端盖螺纹连接。在箱体的侧壁上设有连接管13，在连接管上设有螺母14，螺母的设置用于实现连接管与其它管路的连接固定。在箱体下部的外壁上包裹有遮光片16，在箱体的内壁上固定有四个沿周向均匀设置的耳板15。

在箱体内壁上设有夹持机构，如图3所示，夹持机构包括四个沿周向均匀设置的夹持单元，夹持单元包括与耳板铰接的摆杆2、与摆杆滑动连接的内杆21、设置在摆杆与内杆之间的顶丝23、固定在内杆末端的圆弧形夹持板24，其中摆杆通过铰接轴22与耳板铰接连接，内杆的一端置于摆杆的内腔中。耳板为u形结构，这样当摆杆置于水平面内时，摆杆的下表面与耳板接触以实现对摆杆的支撑。四个夹持板之间围成夹持浮水植物植株的夹持空间，如图4所示，当浮水植物植株尺寸较大时，可向外拉动内杆，使得夹持空间增大。调整内杆的位置后，再次通过顶丝锁紧内杆即可。夹持单元也可以为两个、三个，此时设置对应数目的耳板即可。

在端盖的顶部固定有支架3，在支架上放置有储液桶6，在储液桶的底部连接有出液管61，在出液管上连接有输送管62，输送管为胶管，输送管的下端与连接管连接，输送管的上端与软管66连接。在输送管的下端与出液管之间的输送管上，以及输送管的上端与出液管之间的输送管上均设置有阀门65，这样通过调节阀门的开闭，可以驱使经出液管流出的液体可以流向输送管的下端或上端。在端盖的顶部固定有回字形的支座4，如图5所示，在支座的上方设有压板41，在压板与支座之间设有第一弹簧42，在第一弹簧的作用下压板与支座之间具有一定的间隔，在压板与支座之间、第一弹簧的内侧设有气囊43，气囊为伸缩管，当向下压动压板时，气囊随之被压缩。气囊的上端与压板固定连接，如图7所示，在压板上设有与气囊连通的进气口44，在进气口中设有单向阀，在单向阀的作用下气体流动方向为由气囊外部流向气囊内部。在气囊的下部连接有主气管45，在主气管的下方设有置于箱体内的滴灌器5，滴灌器为圆柱形的中空结构，在滴灌器的顶部与主气管的底部之间设有三根沿周向均匀设置的支气管46，如图6所示，三根支气管中每相邻两个支气管之间夹角相同，且三根支气管的尺寸也相同。支气管的上端与主气管连通，支气管的下端与滴灌器的内腔连通。在滴灌器的内腔中设有密封板51，密封板与滴灌器的内壁之间密封良好，在密封板与滴灌器内腔的顶部之间设有沿周向均匀设置的多个第二弹簧52，在滴灌器的底部设有均匀设置的滴灌孔53。在密封板上固定有软管66，软管的下端与密封板固连，软管的上端依次穿过滴灌器的上壁、支座后与输送管的上端连接，且软管与密封板下方的滴灌器内腔连通。主气管和软管穿过通孔后向下延伸，软管的下端设有单向阀63，在单向阀的作用下液体流动方向为由软管进入滴灌器内腔。密封板将滴灌器的内腔分成位于上方的气腔和位于下方的液体腔。如图8所示，按压压板时，主气管、支气管内的气体推动密封板下移使得液体腔内的液体经滴灌孔流出。如图9所示，松开压板后，在第一弹簧的作用下压板逐渐复位，此时外界的空气经进气口进入气囊内；与此同时，在第二弹簧的作用下密封板上移，液体腔内压强减小，软管内的液体进入液体腔。当需要进行滴灌时，再次按压压板即可。压板、气囊、第一弹簧、主气管、支气管、滴灌器、密封板、第二弹簧、软管、单向阀构成了滴灌机构。

为向储液桶内加入同位素液、培养液或水，如图1所示，在储液桶的顶部设有同位素管64，通过同位素管向储液桶内加入同位素液，在同位素管上设有阀门65。

在同位素管上垂直连接有混合管82，在混合管上设有阀门，在混合管上连接有调节器7，如图10、图11和图12所示，调节器为圆柱形的中空结构，在调节器的右侧壁上设有用于固定安装混合管的出口73，在调节器的上侧壁设有10个等间距设置的第一小孔71，在调节器的左侧壁设有10个等间距设置的第二小孔72，在调节器的上方设有与调节器固连的培养液管8，第一小孔均与培养液管连通。在调节器的左侧设有与调节器固连的水管81，第二小孔均与水管连通。在调节器的内腔中转动安装有转轴75，在转轴上固定有挡块74，挡块上设有圆弧形外壁且挡块的圆弧形外壁与调节器的内壁之间密封良好；当挡块刚好挡住所有的第一小孔时，所有的第二小孔均与调节器内腔连通，此时进入调节器内腔中的均为水。当挡块刚好挡住所有的第二小孔时，所有的第一小孔均与调节器内腔连通，此时进入调节器内腔中的均为培养液。转轴上固定有置于调节器外部的旋钮76，在旋钮上固定有指针77，在调节器的外壁上设有指示进入调节器内的培养液占比的刻度线78。旋转旋钮，当指针指到a刻度线时，表示进入到调节器内的培养液占比为a％，水的占比为(100-a)％,a的数值范围是0-100。在培养液管和水管上均设有阀门，以方便管路的开闭。旋钮、挡块、转轴构成了调节单元。

下面对本发明的使用方法进行描述：

1、打开端盖，将浮水植物放入箱体内，然后将摆杆放平，通过夹持板夹住浮水植物植株；夹持浮水植物时，根据浮水植物植株的尺寸调节内杆与摆杆之间的相对位置；

2、将端盖安装在箱体敞口端，将输送管的下端与连接管连接在一起，将输送管的上端与软管连接在一起；

3、根据需要，旋转旋钮调节加入调节器内的培养液的占比，然后打开水管或/和培养液管上的阀门，打开混合管、同位素管上的阀门，使得培养液或/和水进入储液桶内，打开出液管和输送管上的阀门，使得培养液或/水进入箱体内。

4、当需要向箱体内滴入同位素液时，打开同位素管、出液管和输送管上的阀门，使得同位素液进入软管和滴灌器内，按压压板，使得同位素液流出滴灌器；按压压板的次数以及压板下移的距离不同时，可以向箱体加入不同体积的同位素液。