一种作物根系发育试验观察室的试验方法与流程

本专利申请涉及农业技术领域，尤其是用于作物根系发育试验用的观察室的试验方法。

背景技术：

根是维系作物体轴的地下部分，作物体地下部分根的总体称之为根系。长期以来，作物科学围绕产量的形成，对作物地上部分器官的结构和功能及夜光系统的调控进行了大量研究，取得了显著效果。但由于研究方法和工作条件的限制，对作物地下部分根系的研究远远落后于地上部分。随着科技的发展，根系研究方法也在不断改进和完善，各研究机构均高度重视，并做了大量工作。

作物根系的研究方法包括田间直接法，观察法，间接法等，田间直接法包括挖掘法，整段标本法，土钻法，剖面法等；观察法如玻璃壁法，包括微型根系观测管，根系研究室等；间接法包括同位素示踪，稳定示踪物等。

为了对作物根系进行研究，以更好的进行平行试验，以及重力水和结合水中水肥运移规律的采集化验，需要设计制造出专门的作物根系研究室，以对根系生物学的深入研究提供试验场所。

技术实现要素：

本发明需要解决的技术问题是提供一种作物根系发育试验观察室的试验方法，其操作方便、试验精确，便于进行平行试验，同时便于收集和抽取不同深度下的重力水和结合水。

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：

一种作物根系发育试验观察室的试验方法，在作物根系发育试验观察室中进行作物根系的平行试验，并可在作物根系发育试验观察室中收集、抽取不同深度下的重力水和结合水，以进行水肥情况研究。

本发明技术方案的进一步改进在于：作物根系发育试验观察室为设置在地面下的地下室，地下室内设有供平行试验用的若干种植管、重力水收集系统和结合水抽取系统，种植管的顶部对应穿过设置在地下室顶部的预留孔固定在地面上，种植管的底部通过支架设置在地下室内；重力水收集系统和结合水抽取系统均设置在地下室的墙体；

重力水收集系统包括若干个上下设置的收集单元，每个收集单元包括倾斜设置在地下室墙体土壤内的用于收集重力水的收集管道、设置在收集管道出口端的密封管ⅰ、与密封管ⅰ连通并外伸出密封管ⅰ的连接管、连通连接管的放水开关，收集管道的出口端低于收集管道的入口端，密封管ⅰ、连接管和放水开关设置在地下室的墙体上；

结合水抽取系统包括若干个上下设置的抽取单元，每个抽取单元包括倾斜设置在地下室的负压墙的土壤内的用于抽取结合水的抽取管道、设置在抽取管道出口端的密封管ⅱ、与密封管ⅱ连通并向下外伸出密封管ⅱ的负压管、连通负压管的负压抽取瓶，抽取管道的出口端低于抽取管道的入口端，密封管ⅱ设置在负压墙上。负压抽取瓶通过支架设置在负压墙上或放置在地下室的地面，负压抽取瓶为真空瓶。

本发明技术方案的进一步改进在于：至少一个种植管为透明材质制成。

本发明技术方案的进一步改进在于：透明材质的种植管内的下部设有可调试升降漏斗，可调试升降漏斗通过阀门连接一用于引出接渗液的分管。

本发明技术方案的进一步改进在于：透明材质为有机玻璃，非透明材质为pvc管。

本发明技术方案的进一步改进在于：收集管道和抽取管道的入口端均设有用于净化水质的过滤层。

本发明技术方案的进一步改进在于：过滤层为过滤棉、活性炭、泥炭苔或陶瓷环的一种或多种。

本发明技术方案的进一步改进在于：地下室内还设有若干供地下室通气的排气管，排气管的上部穿过地下室的顶部固定在地面上。比如排气管为四个，分别设置在地下室的四个角上。

本发明技术方案的进一步改进在于：抽取单元和收集单元数量均为4~10个，各抽取单元间的高度差为5mm~60mm，各收集单元的高度差为5mm~60mm；其中的抽取管道和收集管道的倾斜角度均为15~75度、材质均为角铁，密封管ⅰ和密封管ⅱ材质均为胶皮管。

本发明技术方案的进一步改进在于：地下室包括若干个互相隔开的分室，每个分室内均设置有若干种植管、重力水收集系统和结合水抽取系统。

由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：

本发明的一种作物根系发育试验观察室的试验方法，具有结构设计合理、安装方便等优点，可控制作物生长空间和土壤环境，满足根系生长需要，同时可以进行多项平行试验，以及不同深度下的重力水和结合水的水肥情况研究；而且更换土壤比较方便，便于研究人员运用多种研究方法进行综合研究。

该发育试验观察室，设计在地下室内，可以模拟作物根系生长部分的生长环境，保证了一定的地温和不透光性，同时设计的排气管，保证了地下室一定的通风量。

地下室设置了多个分区，可在一定范围内有可控的作物空间生长环境，便于进行多项平行试验，做出更加精准的试验结果。透明材质（如有机玻璃）的种植管可以在作物生长过程中对根的生长情况进行全方位的观察和记录，种植管在地下室顶板上设置圆形孔洞，种植管穿过地下室顶板固定在地面上。该作物根系发育试验观察室的试验方法改善了作物根系研究的条件和环境，对提高我国的作物根系研究水平有积极作用。其不仅可以同时运用多种方法观测作物根系的生长发育情况，对不同研究方法的优缺点进行进一步研究，而且可以在实现作物上部生长环境可控的条件下，研究作物根系的生长情况，使研究结果具有对比性，令试验过程具有重复性。

设有的收集重力水系统和结合水抽取系统，多个抽取单元和收集单元可分别抽取不同高度差下的结合水和重力水，可以获取不同深度下水中水肥的情况，便于进行针对性的研究；抽取管道和收集管道倾斜设置，入口端高、出口端低的坡度设计，便于使结合水和重力水汇集，抽取管道和收集管道的倾斜角度为15~75度，倾斜角度设置合理，结合水抽取和重力水收集自然顺畅。

设有的密封管ⅰ和密封管ⅱ，通过密封作用增强各部件接口处的密封性，杜绝了漏水问题。

设有的过滤层，可有效过滤掉杂土或其他杂质，使结合水更纯净，提高试验精度；过滤层为过滤棉、活性炭、泥炭苔或陶瓷环的一种或多种，便于就地取材，成本低廉。

附图说明

图1是本发明的作物根系发育试验观察室的平面布置图；

图2是图1的剖面示意图；

图3是本发明的重力水收集系统的结构示意图；

图4是本发明的结合水抽取系统的结构示意图；

其中，44、种植槽，5、过滤层，6、种植管，7、排气管，11、收集管道，12、密封管ⅰ，13、连接管，14、放水开关，21、抽取管道，22、密封管ⅱ，23、负压管，24、负压抽取瓶，26、负压墙。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步详细说明。

本发明公开了一种作物根系发育试验观察室的试验方法，为设置在地面下的地下室，参见图1至图4，该地下室内设有供平行试验用的若干种植管6、重力水收集系统和结合水抽取系统，种植管6的顶部对应穿过设置在地下室顶部的预留孔固定在地面上，种植管的底部通过支架设置在地下室内，支架为三角支架，也就是上下呈三角形结构，之间通过三根立柱进行固定连接；重力水收集系统和结合水抽取系统均设置在地下室的墙体；除此之外，还设有种植槽44，在此不再赘述。

重力水收集系统包括若干个上下设置的收集单元，每个收集单元包括倾斜设置在地下室墙体土壤内的用于收集重力水的收集管道11、设置在收集管道11出口端的密封管ⅰ12、与密封管ⅰ12连通并外伸出密封管ⅰ12的连接管13、连通连接管13的放水开关14，收集管道11的出口端低于收集管道11的入口端，密封管ⅰ12、连接管13和放水开关14设置在地下室的墙体上；

结合水抽取系统包括若干个上下设置的抽取单元，每个抽取单元包括倾斜设置在地下室的负压墙26的土壤内的用于抽取结合水的抽取管道21、设置在抽取管道21出口端的密封管ⅱ22、与密封管ⅱ22连通并向下外伸出密封管ⅱ22的负压管23、连通负压管23的负压抽取瓶24，抽取管道21的出口端低于抽取管道21的入口端，密封管ⅱ22设置在负压墙26上。负压抽取瓶24通过支架设置在负压墙26上或放置在地下室的地面，负压抽取瓶24为真空瓶。负压抽取瓶24内可插有一根以上的用于连通负压管23的引管，便于连通不同高度（深度）的抽取管道21。

至少一个种植管6为透明材质制成，其余为非透明材质制成。透明材质便于直观观察作物根系发育情况，无需挖取或剖开土壤，提高试验便利性。如透明材质为有机玻璃，非透明材质为pvc管。本实施例中种植管6共12根，其中有机玻璃3根，pvc管9根。透明材质的种植管6内的下部设有可调试升降漏斗，可调试升降漏斗通过阀门连接一用于引出接渗液的分管，此举可控制种植管6中水含量。

收集管道11和抽取管道21的入口端均设有用于净化水质的过滤层5进行填充，可以减少杂质。过滤层5为过滤棉、活性炭、泥炭苔或陶瓷环的一种或多种，根据具体土壤水质进行合理选用。

地下室内还设有若干供地下室通气的排气管7，排气管7的上部穿过地下室的顶部固定在地面上。本实施例排气管7为四个，分别设置在地下室的四个角上。也可以根据实际情况进行选用，设置更多根。

收集管道11和抽取管道21的倾斜角度均为15~75度、材质均为角铁，密封管ⅰ12和密封管ⅱ22材质均为胶皮管，便于变废为宝，同时提高密封精度。

抽取单元和收集单元数量均为4~10个，各抽取单元间的高度差为5mm~60mm，各收集单元的高度差为5mm~60mm。

使用时，可以将地下室设置成若干个互相隔开的分室，每个分室内均设置有若干种植管6、重力水收集系统和结合水抽取系统。这样可以分别进行不同试验，以得出更有价值、更有对比性的研究成果。