一种水土环境共用的13CO2标记培养-根系分泌物收集装置

一种水土环境共用的
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co2标记培养
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根系分泌物收集装置
技术领域
1.本实用新型涉及根系分泌物收集技术领域，特别涉及一种水土环境共用的植物
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co2标记培养
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根系分泌物收集一体化装置。


背景技术：

2.植物可以通过向根际分泌生物活性分子来改变土壤微生物群，从而影响其后代的表现。根系分泌物除了为微生物生长提供碳和氮底物外，还作为信号分子、引诱剂、刺激剂、抑制剂和排斥剂来影响根际微生物。根系分泌物在土壤结构形成、土壤养分活化、植物营养吸收、生物污染胁迫、环境污染修复等领域均有重要作用，受到国内外学者普遍关注。目前常用的根系分泌物收集方法有溶液培收集法、基质培(蛭石培、砂培、琼脂培等)收集法及土培收集法。上述三种收集方法可以有效的收集植株根系分泌物，但同时也各自存在着缺陷。其中，溶液培收集法和基质培收集法这两种方法能精准分析根系分泌物组成，但都改变了植物的正常生长环境，不能够还原反映植物在土壤中的实际分泌情况，试验结果往往与实际土壤中根系分泌物状况存在很大差异。土培收集法虽能还原植物原始生长情况，但由于土壤本身存在复杂的化合物，很难将土壤自身的有机物与根系分泌的有机物区分开，影响研究结果的可靠性。同时，现有的根系分泌物收集装置并未系统地对同一株植物在不同培养体系中根系分泌物状况进行比较，限制了我们对不同培养环境下植物根系分泌特性差异的理解。因此，在不破坏根系生长的前提下实现根系分泌物的原位收集和精准收集一直是学术界的技术难题。
3.近年来稳定性同位素标记技术的应用，为根际生态学的研究提供了重要途径。其中
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co2植物(间接)标记法在根际生态学研究中具有重要作用，可以追踪碳在植物
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土壤体系中的流动，以评价环境条件对碳流的影响。目前，利用
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co2植物(间接)标记法研究植物根系分泌物的培养收集装置较少，尤其缺乏在不破坏根系生长的前提下实现根系分泌物的原位收集和精准收集。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种植物根系分泌物收集装置，可以将土壤自身的有机物与根系分泌物区分开，提高结果的可靠性，同时还可以精确定位不同根际微域中根系分泌物分布特征。
5.本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：
6.一种水土环境共用的
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co2标记培养
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根系分泌物收集装置，包括上部的标记箱和下部的植物根箱；所述标记箱包含依次连通的玻璃罩、空气混合装置和配有气阀的
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co2气瓶，所述玻璃罩侧面设有出气口和进气口，以通过空气混合装置将
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co2气瓶输入的气体混合后通过进气口输入玻璃罩；所述植物根箱通过隔板分为左溶液培养室和右土壤培养室两个培养区域，所述右土壤培养室中由尼龙网间隔分隔成的若干个纵向隔层，且在每个所述纵向隔层中分别埋入micro rhizon根际溶液采样器。
7.进一步地，所述标记箱采用透光性良好的有机玻璃制成。
8.进一步地，所述植物根箱和隔板为pvc材料。
9.进一步地，所述尼龙网的网孔小于25μm，各隔间的宽度为10mm，所述左溶液培养室和右土壤培养室的宽度分别为12cm。
10.本实用新型的有益效果是：
11.本实用新型提供的植物根系分泌物收集装置具有结构简单、占地面积小和成本低的特点，能够在不破坏根系生长的前提下实现将土壤自身的有机物与根系分泌物分开，并精确定位和测定不同根际微域中根系分泌物分布特征。
附图说明
12.图1为本实用新型提供的一种水土环境共用的
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co2标记培养
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根系分泌物收集装置的结构示意图。
13.附图标记：1
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玻璃罩；2
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出气口；3
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y型分根管；4
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左溶液培养室；5
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右土壤培养室；6
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micro rhizon根际溶液采样器；7
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进气口；8
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空气混合装置，9
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co2气瓶。
具体实施方式
14.下面将结合实施例，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
15.实施例1
16.如图1所示，一种水土环境共用的植物
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co2标记根系分泌物收集一体化装置，包括上部的标记箱和下部的植物根箱。图示实例中，标记箱的玻璃罩1由5张透光性良好的有机玻璃板粘合而成，植物根箱采用黑色pvc板加工制成。在玻璃罩1的左面中心位置安装出气口2，在玻璃罩1的右面中心位置通过进气口7与空气混合装置8连接；空气混合装置8上部连接
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co2气瓶9。植物根箱自左向右用pvc板划分为水培室4和土培室5，用网孔<25μm尼龙网以10mm间隔将土培室5进行分隔，隔成12个纵向隔层(0
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10mm近根际土及>10mm远根际土)，左、右植物培养室的宽度分别为12cm，在每个隔层中分别埋入micro rhizon根际溶液采样器6，以实现对根际土(根系生长室)、0
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10mm近根际土及远根际土(>10mm)的分别采集。micro rhizon根际溶液采样器由荷兰瓦rhizon公司生产，型号为19.21.82microrhizon，直径1mm，长8mm取样头，peel管及其注射器连接接头，一般溶液取样量在2ml左右。
17.本实用新型提供的植物
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co2标记水土环境共用的根系分泌物收集装置具有结构简单、占地面积小和成本低的特点，能够在不破坏根系生长的前提下实现将土壤自身的有机物与根系分泌物分开，并精确定位和测定不同根际微域中根系分泌物分布特征。
18.具体实施例
19.标记箱的玻璃罩1由5张透光性良好的有机玻璃板粘合而成，植物根箱采用黑色pvc板加工制成。在玻璃罩1的左面中心位置安装出气口2，在玻璃罩1的右面中心位置通过进气口7与空气混合装置8连接；空气混合装置8上部连接
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co2气瓶9。
20.植物根箱自左向右用pvc板划分为左溶液培养室4和右土壤培养室5，用网孔<25μm
尼龙网以10mm间隔将右土壤培养室5进行分隔，隔成12个纵向隔层(0
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10mm近根际土及>10mm远根际土)，左、右植物培养室的宽度分别为12cm，在每个隔层中分别埋入micro rhizon根际溶液采样器6，以实现对根际土(根系生长室)、0
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10mm近根际土及远根际土(>10mm)的分别采集。
21.micro rhizon根际溶液采样器由荷兰瓦rhizon公司生产，型号为19.21.82microrhizon，直径1mm，长8mm取样头，peel管及其注射器连接接头，一般溶液取样量在2ml左右。
22.使用时，将植物根系通过y型分根管3均匀划分，分别在左溶液培养室4和右土壤培养室5中培养，将玻璃罩1(标记箱)罩在植物根箱上。白天通过气瓶注入纯度为99％的
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co2，每隔1小时注射一次，每天8次，按每天40ml(注射总体积)/10l(标记箱体积)的比例进行标记，使植物通过光合作用吸收
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co2产生的同化产物的一部分从地上部转移到地下部再分泌到根际土壤中，从而可以追踪根系分泌物在植物—土壤体系中的流动以及在根际土、近根际土及远根际土的分布特征。注入
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co2后开启空气混合装置2，将注入的
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co2与空气混合均匀，然后关闭空气混合装置8。连续标记10天后收集右土壤培养室5中土壤溶液；每隔2天或3天更换一次左溶液培养室4中培养液，合并更换的培养液，得到总液。将样品用冻干机冷冻浓缩至粉末状物质后，加入4ml超纯水，用超声波超声5min以助溶；采用固相萃取小柱sep
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pak c
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过滤杂质。采用hplc测定土壤溶液根系分泌物组成特点，利用气相色谱
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燃烧炉
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同位素质谱联用法(gc
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c
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irms)测定各种根系分泌物中
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c的丰度(δ
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c)，从而可以确定根系分泌物的种类及在根际不同区域的分布特征。
23.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。