用于植物根部病害的研究仪器及其研究方法与流程

本发明涉及一种植物根部病害实验
技术领域：
，具体涉及一种用于植物根部病害的研究仪器及其研究方法。
背景技术：
：随着全球对资源和环境的广泛关注，以及农业无害化的发展，近年来利用活体生物作为药剂的趋势越来越高，世界各发达国家均在积极寻找可以开发利用的微生物资源。镰刀菌、蠕孢菌、齐整小核菌和青枯假单胞菌引起蔬菜根部病害，在我国湖南、湖北、河南、河北、山东、江苏及其它蔬菜主产区均有大面积发生，一般田块减产10-30％，重病田块减产50％以上，少数田块甚至颗粒无收。施用化学药剂是当前防治这些病害的最主要方法，然而化学农药对环境污染大，容易使病原菌产生抗药性,药效不稳定等诸多问题，使得微生物抑制剂是成为解决蔬菜根部病害的重要途径之一；但是无论是化学药剂还是微生物制剂,由于药剂筛选思维的限制,目前只能针对某一种或某一类的根部病害病源进行防治，但是在农作物生长过程中，引起农作物根部病害的病源可能不止一种，这样限制了作物根部病害的研究和防治。技术实现要素：本发明要解决的技术问题，就是提供一种用于植物根部病害的研究仪器用于对单一农作物根部复杂的病害/营养/微生物多样性的针对性研究。为解决上述技术问题本发明所采用的技术方案为：一种植物根部病害/营养/微生物的研究仪器，包括用于盛放植物种子的容纳腔，在所述容纳腔的底部和/或容纳腔腔体的外部设有若干个连接单元，若干个所述连接单元与所述容纳腔之间相连通。作为本实施例的优选，所述容纳腔腔体为弹性可伸缩结构，容纳腔为圆形或椭圆形。作为本实施例的优选，所述连接单元包括顺次连接的第一连接部、第二连接部和第三连接部；所述第一连接部与容纳腔相连通，所述第三连接部与外部的溶液注射装置相连接，所述第一连接部通过第二连接部与第三连接部连通。作为本实施例的优选，所述第一连接部、第二连接部和第三连接部之间均为可拆式连接。作为本实施例的优选，所述第一连接部、第二连接部和第三连接部之间均为一体式连接。作为本实施例的优选，所述第一连接部为实验室用的玻璃管或石英管或其他材质，所述玻璃管或石英管的一端与容纳腔相连通，另一端与第二连接部相连接。作为本实施例的优选，所述第二连接部为实验室用的玻璃管或石英管，且所述第二连接部的管径呈中间粗两端细的结构。作为本实施例的优选，所述第二连接部的中间部分的管径为两端部分管径的2～3倍，所述两端部分管径与第一连接部的管径相同。作为本实施例的优选，所述第三连接部为橡胶管或柔性管，所述第三连接部的末端接口与外部的溶液注射装置相连接。本发明实施例提供一种基于植物根部病害/营养/微生物的研究仪器的研究方法，包括以下步骤：(1)容纳腔中填入灭菌沙，用灭菌水配制植物营养液并将其加至容纳腔中，将植物种子放入容纳腔中；(2)当观察到植物种子生根发芽后，向连接单元内分别注入相同或不同液体；(3)记录各个连接单元内植物的芽成苗率，记录各个连接单元内植物的株高，通过芽成苗率和/或株高判断植物病害，并分析病源、营养元素、微生物中的一种或者多种相互关联对植物的影响。作为本实施例的优选，上述步骤(1)中，灭菌沙填满容纳腔容积的1/2，以利于植物种子生根发芽，并促进根须伸入连接单元中便于研究、观察。作为本实施例的优选，上述步骤(2)中，液体为含植物病源、营养元素、微生物中的一种的液体(例如孢子液)或者灭菌水，且各连接单元注入的液体浓度可以相同也可以不同，当液体浓度相同时便于形成平行对照研究，而当液体浓度不同时能够实现研究病源、营养元素或微生物在各自影响程度不同时对植物形成的综合影响的目的。作为本实施例的优选，上述步骤(3)中，记录芽成苗率的时间为观察到植物种子生根发芽后的第7天，记录株高的时间为观察到植物种子生根发芽后的第14天。本发明与现有技术相比具有以下有益效果：1、本发明所述的用于植物根部病害的研究仪器，通过将进行实验研究的农作物种子放在容纳腔内进行生根发芽，生根后种子的根系就会伸入到各个连接单元内，每个连接单元分别与外部的溶液注射装置相连接，可实现针对单一农作物根部复杂的病害/病源/营养/微生物多样性的针对性研究，具有很高的实验研究价值。2、本发明所述的基于植物根部病害研究仪器的研究方法，通过在每个连接单元内(每个单元进行标号)均注入同样浓度的孢子液或者灭菌水，定期对植物(单一植物)的芽成苗率和株高进行记录可以发现，虽然植物的芽成苗率和株高相同(即症状相同)，但是病害/病源不一定相同，因此，不能简单的认为症状相同，病害/病源就是相同的，需要对症下药，这对植物根部的病害/营养/微生物的研究是很有价值的。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本发明用于植物根部病害的研究仪器的结构示意图。图2为本发明用于植物根部病害的研究仪器的平面示意图。图中所示：1、容纳腔，2、连接单元，2.1、第一连接部，2.2、第二连接部，2.3、第三连接部。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。参见图1所示，本发明实施例提供了一种用于植物根部病害的研究仪器，具体包括用于盛放植物种子的容纳腔1，在容纳腔1的底部和/或容纳腔的腔体的外部设有若干个连接单元2，若干个所述连接单元2与所述容纳腔1之间相连通。参加图1所示，在本实施例中，容纳腔1用于盛放进行实验研究用的农作物种子，由于不同农作物种子的大小不同，所以在本实施例中，将容纳腔1的腔体设置成弹性可伸缩结构，可以固定不同种粒大小的农作物种子，容纳腔1一般为球体结构，表面可以为圆形或椭圆形，为了便于种子的生长和进行很好的光合作用，容纳腔1采用无色透明材质，当然，可以针对不同农作物的种子设置相应的容纳腔1或对应的球体结构。在容纳腔1的底部和/或容纳腔的腔体的外部(一般情况下，在容纳腔1的底部即农作物种子生根的四周)设有若干个连接单元2，容纳腔1与连接单元2相连通。参见图1所示，在本实施例中，连接单元2用于对农作物种子的根部的病害/营养/微生物进行针对性研究，由于连接单元2与容纳腔1相连通，这样容纳腔1内的种子生根后，种子上的根须就会钻进连接单元2内。在本实施例中，连接单元2顺次连接的第一连接部2.1、第二连接部2.2和第三连接部2.3，其中，第一连接部2.1与容纳腔1的的底部和/或容纳腔1的腔体相连通，第二连接部2.2为农作物种子根须的生长和壮大的地方，第三连接部2.3与外部的溶液注射装置(在本实施例中，溶液主要指注射的各种营养液)相连接，第三连接部2.3用于对农作物根部病害/营养/微生物的种类以及防治工作进行实验研究。在本实施例中，第一连接部2.1可以为实验室用的透明玻璃管或石英管或其他透明材质管体，其中，玻璃管或石英管或其他透明材质管体的一端与容纳腔1相连通，另一端与第二连接部2.2相连接，其中，第一连接部2.1与容纳腔1之间的连接可以通过接头的方式进行连接(即可拆式连接)，也可以进行一体式连接(即一体式结构)。当容纳腔1内的种子进行生根后，若干个种子的根须就会钻进第一连接部2.1内(在本实施例中，根须伸入到透明玻璃管或石英管或其他透明材质管体内)。在本实施例中，第二连接部2.2为实验室用的透明玻璃管或石英管，且第二连接部2.2的管径呈中间粗两端细的结构，第二连接部2.2的两端分别与第一连接部2.1和第三连接部2.3相连接。其中，第二连接部2.2的中间部分的管径(即中间比较粗的部分)为两端部分(即两端比较细的部分)管径的2～3倍，两端部分的管径与第一连接部2.1的管径相同。在本实施例中，将第二连接部2.2设置成中间粗两端细的结构，主要是为了便于种子根须在第二连接部2.2内进行生长，其中，中间比较粗的部分可以有利于根须长粗长壮(有些农作物的根系是非常发达的长的很粗壮)，当然，在实际的过程中，中间的部分的管径部分可以是圆球形结构或其他柱状结构，第二连接部2.2也可以设置成沿着农作物根须伸长的方向管径呈渐扩状结构。在本实施例中，第三连接部2.3为橡胶管或柔性管，第三连接部2.3的一端与第二连接部2.2相连通，另一端通过接口与外部的溶液注射装置(图中未标示)相连接。通过第三连接部2.3与多个溶液注射装置连接，其中，溶液注射装置内均装有营养稀释液，当然溶液注射装置内装有的营养稀释液可能相同也可能不同，在进行实验的过程中，观察农作物根部病害的发展状况，来随时调整不同的菌营养稀释液。在本实施例中，第一连接部2.1、第二连接部2.2和第三连接部2.3可以为可拆式连接，也可以为一体式连接，在实际的实验研究过程中，可根据实验的研究要求来进行具体选择连接方式。本发明的工作原理为：将实验用的农作物的种子放入容纳腔1内，种子生根后根须就会进入到与容纳腔1连通的第一连接部2.1内，随着根须的成长，根须就会在第二连接部2.2内变粗变壮，由于植物根部病害/病源/营养/微生物种类的复杂性，同一个种子生长出来的根须，可能会有几种不同的病变菌种，如果只对根部施加注射单一的微生物菌剂稀释液，可能起不到防治和研究的作用，而本发明可以通过对每个第三连接部2.3施加注射不同的微生物菌剂稀释液后进行观察，就可以找到该农作物根部病变具体是由于哪几类(或哪几种)病变菌种所导致的病变，为后期的农作物根部病变的防治提供了很好的理论依据，具有很高的实验研究价值。下面我们根据上面介绍的用于植物根部病害的研究仪器，来提供一种基于研究仪器来对植物根部病害/营养/微生物的研究方法，包括以下步骤：s1、将上述研究仪器的容纳腔1内的1/2部分均填满灭菌沙，用灭菌水配制植物营养液，将植物种子放入容纳腔1中；s2、将与容纳腔1相连接的各个连接单元2分别进行序号标注(比如每个容纳腔1上的连接单元2分别标注1、2、3、4、5.....以此类推)；s3、在每个序号标注的连接单元2内均注入同样浓度的孢子液或者灭菌水；s4、7天后记录序号标注后的各个连接单元2内植物的芽成苗率，14天后记录各个连接单元2内植物的株高，通过上述记录对植物病害/病源/营养/微生物进行研究。上述步骤是针对植物根部病害/营养/微生物研究的准备阶段，通过上述准备以后，下面我们进行深入研究阶段，下面我们以实验作物催芽小麦为例，对植物根部病害/病源/营养/微生物进行研究：实施例一：病原微生物互作对小麦幼苗的影响(记录结果参见表1所示)：实验根系处理(％)芽成苗率(7天)株高cm(14天)蠕孢菌(100％)0％ee0ee蠕孢菌(80％)6.6％dd2.8dd蠕孢菌(60％)35.6％cc4.6ccd蠕孢菌(40％)67.6％bb6.8bbc蠕孢菌(20％)89.2％aa6.9aab镰刀菌(100％)0％ee0ee镰刀菌(80％)8.2％dd3.6dd镰刀菌(60％)27.8％cc4.8ccd镰刀菌(40％)64.6％bb6.6bbc镰刀菌(20％)85.6％aa7.2aab镰刀菌20％+蠕孢菌80％4.2％dd3.2dd镰刀菌40％+蠕孢菌60％7.8％dd2.5dd镰刀菌60％+蠕孢菌40％7.2％dd3.6dd镰刀菌80％+蠕孢菌20％4.6％dd3.5dd空白94.5％aa8.6aa表1下面我们对表1中的统计数据做如下解释：为了使得实验原理简单化，我们主要针对蠕孢菌和镰刀菌两个菌种进行了实验结果记录(当然，在实际的过程中，引起植物根系病害的病源不止两种，但是原理是一样的)。在本实施例中，我们假设容纳腔1上连接10个连接单元，每个连接单元分别标注1、2、3、4、5.....以此类推，假定每个连接单元如果感染病菌则病菌率为10％，没有感染病菌则病菌率为0，多个连接单元2内的催芽小麦均感染病菌则整株催芽小麦的病菌率为每个连接单元2内催芽小麦的病菌率之和【举例如下：其中，蠕孢菌(100％)代表的是10个连接单元内所有催芽小麦全部感染了蠕孢菌，蠕孢菌(80％)代表的是8个连接单元内的催芽小麦感染了蠕孢菌2个连接单元内的催芽小麦没有感染蠕孢菌，以此类推；其中，镰刀菌(100％)代表的是10个连接单元内所有催芽小麦全部感染了镰刀菌，镰刀菌(80％)代表的是8个连接单元内的催芽小麦感染了镰刀菌2个连接单元内的催芽小麦没有感染镰刀菌，以此类推；其中，镰刀菌20％+蠕孢菌80％代表的是2个连接单元内的催芽小麦感染了镰刀菌8个连接单元内的催芽小麦感染蠕孢菌，以此类推。】实验处理及结果:从表1中我们可以看出呈现两大特点：1、7天后发现，当根系受病菌侵染率超过40％时(无论是感染蠕孢菌还是镰刀菌),催芽小麦芽成苗率明显下降，株高显著降低；当根系受病菌侵染率超过80％时(无论是感染蠕孢菌还是镰刀菌)，芽成苗率近似为零，植株矮化。2、当催芽小麦出现芽成苗率下降，株高降低(即出现根系受病菌侵染)的情况下，病源不一定相同，可能是根系受单一病菌的侵染，也可能是根系受多种病菌的侵染【在本实施例中，根系中蠕孢菌(80％)，镰刀菌60％+蠕孢菌40％催芽小麦出现的症状基本相同】，为后续的研究提供了一定的分析基础。。实施例二：病原微生物-营养元素相互作用对小麦幼苗的影响(记录结果参见表2所示)：实验根系处理(％)芽成苗率(7天)株高cm(14天)镰刀菌(100％)+p(0％)0％ee0ee镰刀菌(100％)+p(10％)8.2％dd3.6dd镰刀菌(100％)+p(20％)27.8％cc4.8ccd镰刀菌(100％)+p(40％)64.6％bb6.6bbc镰刀菌(100％)+p(60％)75.6％aab7.2aab镰刀菌(100％)+p(80％)87.6％aa7.2aab镰刀菌(100％)+p(100％)85.6％aa8.2aab空白94.5％aa8.6aa表2下面我们对表2中的统计数据做如下解释：为了使得实验原理简单化，我们主要针对病原为镰刀菌以及营养元素为p的实验情况进行了实验结果记录(当然，在实际的过程中，针对植物根系的病原和营养元素不止两种，但是原理是一样的)。在本实施例中，我们假设容纳腔1上连接10个连接单元，每个连接单元分别标注1、2、3、4、5.....以此类推，假定每个连接单元如果感染病菌则病菌率为10％，没有感染病菌则病菌率为0，每个连接单元如果注射含p营养元素的液体则营养率为10％，没有注射含p营养元素的液体则营养率为0，多个连接单元2内的催芽小麦均感染病菌和/或注射含p营养元素的液体则整株催芽小麦的病菌率和营养率为每个连接单元2内催芽小麦的病菌率以及营养率之和【举例如下：其中，镰刀菌(100％)代表的是10个连接单元内所有催芽小麦全部感染了镰刀菌，p(80％)代表的是8个连接单元内的催芽小麦注射含p营养元素，2个连接单元内的催芽小麦没有注射含p营养元素，以此类推；其中，镰刀菌(100％)+p(60％)代表的是10个连接单元内所有催芽小麦全部感染了镰刀菌；6个连接单元内的催芽小麦注射含p营养元素，4个连接单元内的催芽小麦没有注射含p营养元素，以此类推。】实验处理及结果:从表2中我们可以看出呈现的特点有：7天后发现，当根系受病菌侵染率100％时，催芽小麦芽成苗率随p元素的百分率增加而增加,株高均低于没有接种病菌小麦；14天后发现，当p元素的百分率低于60％时，芽成苗率降低，植株矮化。病原微生物-功能微生物相互作用对小麦幼苗的影响(记录结果参见表3所示)：实验根系处理(％)芽成苗率(7天)株高cm(14天)镰刀菌(100％)+微生物(0％)0％ee0ee镰刀菌(100％)+微生物(10％)8.2％dd3.6dd镰刀菌(100％)+微生物(20％)27.8％cc4.8cc镰刀菌(100％)+微生物(40％)64.6％bb7.6bb镰刀菌(100％)+微生物(60％)85.6％aa8.4aab镰刀菌(100％)+微生物(80％)87.6％aa8.5aa镰刀菌(100％)+微生物(100％)95.6％aa8.7aa空白94.5％aa8.6aa表3下面我们对表3中的统计数据做如下解释：为了使得实验原理简单化，我们主要针对病原为镰刀菌以及微生物的实验情况进行了实验结果记录(当然，在实际的过程中，针对植物根系的病原不止镰刀菌这一种菌种，但是原理是一样的)。在本实施例中，我们假设容纳腔1上连接10个连接单元，每个连接单元分别标注1、2、3、4、5.....以此类推，假定每个连接单元如果感染病菌则病菌率为10％，没有感染病菌则病菌率为0，每个连接单元如果施加微生物则营养率为10％，没有施加微生物则营养率为0，多个连接单元2内的催芽小麦均感染病菌和/或施加微生物则整株催芽小麦的病菌率和营养率为每个连接单元2内催芽小麦的病菌率以及营养率之和【举例如下：其中，镰刀菌(100％)代表的是10个连接单元内所有催芽小麦全部感染了镰刀菌，微生物(80％)代表的是8个连接单元内的催芽小麦施加微生物，2个连接单元内的催芽小麦没有施加微生物，以此类推；其中，镰刀菌(100％)+微生物(60％)代表的是10个连接单元内所有催芽小麦全部感染了镰刀菌；6个连接单元内的催芽小麦施加微生物，4个连接单元内的催芽小麦没有施加微生物，以此类推。】从表3中我们可以看出呈现的特点有：7天后发现，当根系受病菌侵染率100％时，催芽小麦芽成苗率随功能微生物的百分率增加而增加；14天后发现，当功能微生物的百分率高于60％时，不影响植株高度，当功能微生物的百分率低于40％时，植株矮化严重。综上所述，本发明所述的植物根部病害/营养/微生物的研究仪器及其研究方法，通过将进行实验研究的农作物种子放在容纳腔内进行生根发芽，生根后种子的根系就会伸入到各个连接单元内，每个连接单元分别与外部的溶液注射装置相连接，可实现针对单一农作物根部复杂病害/营养/微生物多样性的针对性研究，具有很高的实验研究价值。尽管本发明已经示出和描述了实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。当前第1页12