根際微域土壤的取樣裝置的製作方法

2023-05-21 07:22:51

專利名稱：根際微域土壤的取樣裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種根際微域土壤的取樣裝置。
背景技術：
根際汙染化學的發展很大程度上依賴於根際微域土的區分。常規根際研究法中對於根際土壤的採集方法，傳統研究多採用人為抖動分離法和根袋法。這兩種方法在不同的植物種類、土壤類型及田間溼度等條件下存在取樣量不均一的缺陷(Rillig等，Soil Biology Biochemistry 1997，291387～1394)，且易導致少數根系組織尤其是根毛的殘留，從而影響根際土壤微生物量的分析測定(Mueller等，Soil Biology Biochemistry 1992，24179～181)，並導致研究者在評價受試植物對目標汙染物的修復效應時產生偏頗。同時，為獲得與根繫緊密接觸的根際土壤，抖動分離之後，常常採用洗根法進行補充採集以確保取樣徹底，這不可避免的增大了根表可溶性物質帶入根際土壤的可能性，勢必對後續研究產生不可估量的影響(Clemensson-Lindell和Persson，Plant and Soil 1992，13939～45)。上述兩種方法均無法對根際土壤按照距離根面的不同毫米級微域加以區分。為開展根際化學的細緻調查，以往部分研究也曾嘗試採用冰凍切割法，將所得根際原狀土進行冰凍處理後按與根面的距離遠近切片，以獲取不同毫米級的根際土層。這種方法雖然解決了不同毫米級根際微域的區分問題，但由於其在具體操作上需要進行冰凍處理，會導致根際土壤的原有理化及生物學性狀發生改變，因而無法對毫米級根際微域中土壤生物及生物化學性質在目標汙染物脅迫下的響應變化進行追蹤。由此，常規根際研究法在技術上的固有缺陷成為開展目標汙染物在根際毫米級微域中遷移轉化細緻研究的瓶頸問題；因此發展根際汙染化學，迫切需要對根際土壤的現有取樣方法進行創新。

發明內容
針對現有技術中存在的不足之處，本發明提供一種能實現區分根際不同毫米級微域土壤的取樣裝置。
本發明為達到以上目的，是通過這樣的技術方案來實現的提供一種根際微域土壤的取樣裝置，包括方形的盒體，在盒體內腔對稱地設置與盒體內表面無間隙相連的2張網眼狀分割片，從而將盒體內腔分割成左室、中室和右室，網眼狀分割片平行於盒體中心線，在左室和右室內分別對稱於盒體中心線地設置至少1張的網眼狀插片，網眼狀插片無間隙地與相鄰的網眼狀分割片緊貼，網眼狀分割片和網眼狀插片上的網孔直徑均為25微米。
作為本發明的根際微域土壤的取樣裝置的一種改進盒體為可拆卸式的盒體。
作為本發明的根際微域土壤的取樣裝置的進一步改進在左室和右室內分別設置2張以上的網眼狀插片，各網眼狀插片彼此之間無間隙地緊貼。
作為本發明的根際微域土壤的取樣裝置的進一步改進網眼狀插片由支撐框架和設置在支撐框架上的網組成，支撐框架的厚度為1毫米。
本發明的根際微域土壤的取樣裝置實際使用時，在左室、中室和右室內均放置土壤，將試驗所用的植物種植於中室內。由於網眼狀分割片的阻隔作用，可將植物根系限制於中室內生長，網眼狀分割片上網孔直徑為25微米，確保植物根系不會穿插進入左室或右室的土壤中。根據試驗的需要在左室或右室中設置的若干張的網眼狀插片，可用於採集離根表不同距離遠近的土壤樣品，這樣就能實現根際微域中不同毫米級土層的原位分離採集。設計如本發明所示的取樣裝置，能在充分避免根系組織生長進入相鄰土壤室(即左、右室)、實現各目標土層間彼此物理分離的同時，又確保了土壤微生物及根系分泌物等的層間遷移活動。至取樣期那天，將盒體拆開，於左、右室中逐一取出不同位置處的網眼狀插片，以便分離採集不同毫米級微域的根際土壤。
本發明的取樣裝置，避免了人為不可控因素、根系生長量大小及長短等植物不確定參數的影響，尤其在針對目標汙染物在根際不同毫米級微域中的遷移轉化規律的細緻研究方面意義重大。如果採用傳統根際研究法中目前現有的採樣方法開展試驗，由於其無法對根際微域內不同毫米級土層進行細分，上述規律由於非根際或遠根際土中和效應的存在可能無法被揭示。
本發明適用於根際汙染化學等土壤、環境科學研究領域，解決了傳統研究中根際土壤(特別是根面毫米級微域土壤)採集的技術難題，易化了毫米級根際微域土壤的取樣方法，首次實現了適用於土壤生物和生物化學性質測定的根際土壤毫米級微域的區分。


圖1是本發明的根際微域土壤的取樣裝置的俯視結構示意圖；圖2是圖1中的網眼狀插片2的放大後的剖視示意圖；圖3是圖2的A向局部示意圖；圖4是圖1的使用狀態下的局部剖視立體示意圖。
具體實施例方式
參照上述附圖，對本發明的具體實施方式
進行詳細說明。圖1、圖2和圖3結合給出了一種根際微域土壤的取樣裝置，包括方形的盒體1，在盒體1的內腔對稱地設置與盒體1內表面無間隙相連的2張網眼狀分割片3，從而將盒體1內腔分割成左室5、中室6和右室7；左室5和右室7對稱地位於中室6的兩側，且該網眼狀分割片3平行於盒體中心線4。該盒體1用PVC板加工製成，為可拆卸式的盒體，即為可相應的拆卸成左室5、中室6和右室7的活動盒體；以方便盆栽前裝樣和盆栽結束時取樣操作。
在左室5內設置若干張網眼狀插片2，在右室7內也相應地設置若干張網眼狀插片2(即左室5內的網眼狀插片2的數量等於右室7內的網眼狀插片2的數量)，上述左室5內的網眼狀插片2與右室7內的網眼狀插片2對稱地處於盒體中心線4的兩側。左室5內的網眼狀插片2無間隙地與相鄰的網眼狀分割片3(即左室5和中室6之間的網眼狀分割片3)緊貼，且所有的網眼狀插片2彼此之間無間隙地緊貼。同樣，右室7內的網眼狀插片2無間隙地與相鄰的網眼狀分割片3(即中室6和右室7之間的網眼狀分割片3)緊貼，且所有的網眼狀插片2彼此之間無間隙地緊貼。實際工作時，因為整個左室5、中室6和右室7中均放置土壤9，因此可將上述網眼狀插片2插入相應處的土壤9中，依靠土壤9和網眼狀分割片3的固定及支撐作用，使得網眼狀插片2能保證處於上述的正確位置。網眼狀插片2的具體形狀如圖2和圖3所示，由內空的支撐框架21和粘附於支撐框架21一側的網22組成。該網22為網孔直徑為25微米的尼龍撩網(該尼龍撩網非常薄，厚度遠遠小於1mm，例如可為0.05mm，因此其厚度可忽略不計，並不影響實際使用時達到各網眼狀插片2彼此之間無間隙緊貼的目的)；支撐框架21由1mm厚的環氧印製電路板製成，環氧印製電路板質地堅硬且膨脹係數遠大於尼龍撩網，因此可確保任何溼度條件下網眼狀插片2的網22上承載的土層厚度的精確性，這樣就能嚴格控制根際微域內各目標土層1mm的厚度大小。
網眼狀插片2所需的數量，是根據實際情況而定的。比如需要採集分別距離根表1mm、3mm和5mm處的根際土壤，則需要分別於左室5和右室7內緊貼網眼狀分割片3處依次平行插入5張網眼狀插片2，這5張網眼狀插片2彼此無間隙緊貼。取樣時，靠近網眼狀分割片3方向上的第1(距離網眼狀分割片3最近)、第3和第5張網眼狀插片2中承載的土樣即為根際微域中距離根表1mm、3mm和5mm處的根際土壤。
網眼狀分割片3通過螺絲與盒體1的內表面無間隙相連，網眼狀分割片3上的網孔直徑為25微米，作用在於(1)將盒體1內腔分割成左室5、中室6和右室7；(2)實際使用時，限制植物根繫於中室6內生長，確保無根系組織穿插進入左室5或右室7；(3)在網眼狀插片2插入時起支撐固定作用。網眼狀分割片3的形狀等同於網眼狀插片2，也由內空的支撐框架和粘附於支撐框架一側的尼龍撩網組成；該支撐框架由PVC板加工製成，該尼龍撩網的網孔直徑為25微米。
採用本發明的根際微域土壤的取樣裝置，實際使用時，如圖4所示，在左室5、中室6和右室7內均放置土壤9，將試驗所用的植物8種植於中室6內。至取樣期，打開盒體1，去除中室6(即植物生長室)，並於左室5、右室7中逐一取出不同位置處的網眼狀插片2，收集其中承載的土壤樣品，即可達到根際微域不同毫米級土層分離採集的目的。
由於使用本發明的根際微域土壤的取樣裝置，實現了對各毫米級根際土層的成功自然採集，發明人研究揭示出五氯酚的降解根際效應與傳統植物營養學中營養因子根際梯度遞減效應不一致的現象，首次提出了有機汙染物的特異性根際降解行為。該項學術成果已在國際土壤學影響因子最高的權威期刊《Soil Biology Biochemistry》上認可並發表(2005，372017-2024)。對根際汙染化學等環境學科來說，本發明的根際微域土壤的取樣裝置是相關研究領域的新生長點。
最後，還需要注意的是，以上列舉的僅是本發明的一個具體實施例。顯然，本發明不限於以上實施例，還可以有許多變形，例如改變網眼狀插片2的數量。本領域的普通技術人員能從本發明公開的內容直接導出或聯想到的所有變形，均應認為是本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種根際微域土壤的取樣裝置，其特徵是包括方形的盒體(1)，在盒體(1)內腔對稱地設置與盒體(1)內表面無間隙相連的2張網眼狀分割片(3)，從而將盒體(1)內腔分割成左室(5)、中室(6)和右室(7)，所述網眼狀分割片(3)平行於盒體中心線(4)，在左室(5)和右室(7)內分別對稱於盒體中心線(4)地設置至少1張的網眼狀插片(2)，所述網眼狀插片(2)無間隙地與相鄰的網眼狀分割片(3)緊貼，所述網眼狀分割片(3)和網眼狀插片(2)上的網孔直徑均為25微米。
2.根據權利要求1所述的根際微域土壤的取樣裝置，其特徵是所述盒體(1)為可拆卸式的盒體。
3.根據權利要求1或2所述的根際微域土壤的取樣裝置，其特徵是在左室(5)和右室(7)內分別設置2張以上的網眼狀插片(2)，所述網眼狀插片(2)彼此之間無間隙地緊貼。
4.根據權利要求3所述的根際微域土壤的取樣裝置，其特徵是所述網眼狀插片(2)由支撐框架(21)和設置在支撐框架(21)上的網(22)組成，所述支撐框架(21)的厚度為1毫米。
全文摘要
本發明公開了一種根際微域土壤的取樣裝置，包括方形的盒體(1)，在盒體(1)內腔對稱地設置與盒體(1)內表面無間隙相連的2張網眼狀分割片(3)，從而將盒體(1)內腔分割成左室(5)、中室(6)和右室(7)，所述網眼狀分割片(3)平行於盒體中心線(4)，在左室(5)和右室(7)內分別對稱於盒體中心線(4)地設置至少1張的網眼狀插片(2)，所述網眼狀插片(2)無間隙地與相鄰的網眼狀分割片(3)緊貼，所述網眼狀分割片(3)和網眼狀插片(2)上的網孔直徑均為25微米。使用本發明的取樣裝置，能實現區分根際不同毫米級微域土壤的取樣。
文檔編號G01N1/02GK1869631SQ20061005175
公開日2006年11月29日 申請日期2006年5月31日 優先權日2006年5月31日
發明者何豔, 徐建明 申請人:浙江大學