一种用于测定植物异质性斑块环境响应能力的装置的制作方法

文档序号:22944887发布日期:2020-11-19 19:27阅读:91来源:国知局
一种用于测定植物异质性斑块环境响应能力的装置的制作方法
本实用新型涉及植物对环境响应能力的
技术领域
,尤其涉及用于测定植物异质性斑块环境响应能力的装置。
背景技术
:植物生长过程中会遭受地上部分和地下部分异质性斑块环境的影响,其中地上部分主要为光资源的胁迫,地下部分主要为土壤异质营养的胁迫。地上部分主要通过枝条的分支数和分支长度,叶片的大小和数量来响应地上异质光环境;地下部分主要通过根的分支数和分支长度来可塑性响应地下异质性斑块环境。植物对异质性斑块的响应能力直接决定着植株的生长、发育及生物量。目前缺少测定植物地上部分和地下部分对异质性斑块环境响应能力的装置。如专利申请201620222364.9公开的一种植物根系生长发育观察装置,种子萌发后的根部穿过盛种杯而伸入至对应的根系培养试管中,来观察植物根系的生产发育情况。该技术方案存在以下不足:其一,由于根系培养试管与植物是一一对应的,同一株植物只能模拟一种根部培养环境,不能实现对同一株植物其根部处在不同的环境中,测试同一株植物同时在不同环境下其生长的情况,导致对植物生长研究受限,不能更好地掌握植物对地下异质性斑块的响应能力;其二,影响植物生长的因素较为复杂,除了地下环境以外,光照强度、光照时间等均影响着植物的生长,显然现有技术的植物生长发育观察装置,在对影响植物生产因素的多样性选择方面存在不足。技术实现要素:本实用新型旨在解决现有技术的植物生长发育观察装置对影响植物生长的因素研究较为单一、不能多因素测定同一株植物异质性环境响应能力的技术问题。本实用新型通过以下技术手段去解决上述技术问题:一种用于测定植物异质性斑块环境响应能力的装置,包括容纳装置;所述容纳装置由上至下依次包括植物地上部分异质性响应能力测试区、植物固定和初步生长区、植物地下部分异质性响应能力测试区;所述植物地上部分异质性响应能力测试区用于为植物中向上露出所述植物固定和初步生长区的部分提供生长环境;所述植物固定和初步生长区用以播种;种子生根后其根部能从植物固定和初步生长区的底部向下伸入至所述植物地下部分异质性响应能力测试区中,所述植物地下部分异质性响应能力测试区用以模拟植物的根部处于不同胁迫或不同营养环境;在所述植物地上部分异质性响应能力测试区中设置有遮光罩,所述遮光罩的底部开口,植物中露出所述植物固定和初步生长区的部分能被罩在遮光罩中;所述遮光罩上开设有多个口子,每一个口子上连接有遮盖片,关闭所述遮盖片能将所述口子遮盖。本实用新型通过将种子播种在植物固定和初步生长区中,待种子萌发生长的根部伸入至植物地下部分异质性响应能力测试区后,将配比营养液的玻璃容器放置在植物地下部分异质性响应能力测试区中,将所有的玻璃容器分为多组,保证不同多的玻璃容器中的营养液不同;将植物根部的分支伸入至对应的所述玻璃容器中;植物的根部按照其分叉次数依次包括一级分支(主根)、二级分支、三级分支……n级分支。优选地,不同分支伸入至不同的玻璃容器中;或者多个分支伸入一个玻璃容器中。待种子萌发至从植物固定和初步生长区向上露出后,将遮光罩罩在萌发后的植物中露出植物固定和初步生长区的部分上;打开设定位置以及数量的遮光罩的口子,设定植物地上部分异质性响应能力测试区的光照强度及光周期,在设定时间后,得到处理组的植物;将处理组的植物与对照组的植物进行测定,测定植物中露出植物固定和初步生长区上方部分的分支构型指标、叶指标以及植物中向下伸入至植物固定和初步生长区下方部分的分支构型指标;计算处理组的植物对异质性斑块响应能力。由于本实用新型中植物地下部分异质性响应能力测试区能模拟植物的根部的分支处于不同胁迫或不同营养环境,即在植物地下部分异质性响应能力测试区中放置多个玻璃容器,在不同组的玻璃容器中放入不同的营养液来模拟植物根部的不同分支处于不同营养环境,使得本实用新型的装置能实现测试同一株植物其根部的分支处在不同的环境中其生长的情况,进而更好地掌握植物对地下异质性斑块的响应能力,由于本实用新型在植物地上部分异质性响应能力测试区中设置有遮光罩,且遮光罩上开设有多个口子,能通过开设不同数量以及位置的遮盖片,来调节控制光照的强度,进而实现通过多因素变量来测定植物异质性环境响应能力的技术效果。优选地,所述容纳装置为箱体结构;在所述箱体结构的顶部开口或者在箱体结构的的周边多处设置透气孔;所述箱体结构包括开口向上的箱本体以及开口向下的箱盖,箱本体其开口端的边缘开设有一圈卯眼,在箱盖体其开口端的边缘设置有一圈与卯眼对应的榫头,箱盖盖合在箱本体上,致使榫头与卯眼形成榫卯配合。优选地,所述植物固定和初步生长区包括网袋、生长土层;所述网袋的边缘与所述箱体结构其内部腔体的中部的周边连接,所述生长土层堆积在所述网袋上;所述箱体结构其内部腔体中介于所述箱体结构的顶部与所述植物固定和初步生长区之间的空间形成所述植物地上部分异质性响应能力测试区的空间,介于所述植物固定和初步生长区与所述箱体结构底部之间的空间形成所述植物地下部分异质性响应能力测试区的空间。优选地,在所述植物地上部分异质性响应能力测试区中安装有滴灌器,从所述滴灌器中滴下的水滴能落入至所述植物固定和初步生长区中。优选地,所述滴灌器包括水箱、引流管、喷头、连接轴;所述连接轴悬置在所述植物地上部分异质性响应能力测试区上,多个所述喷头间隔分布且与所述连接轴连接;所述水箱包括水箱本体、活动件、齿轮、导流通道,在水箱本体侧面开设有条形出水口,所述活动件与所述条形出水口在竖直方向滑动配合;所述活动件的一侧呈锯齿结构且与所述齿轮啮合;所述条形出水口与所述引流管之间通过所述导流通道连通。优选地,在所述植物地下部分异质性响应能力测试区中放置有多个玻璃容器;所述植物根部的分支能伸入至所述玻璃容器中。优选地,所述玻璃容器呈y形管体结构,包括主管体、第一分管体、第二分管体;所述第一分管体、第二分管体分别连通在所述主管体的顶部的两侧;其中,第二分管体的开口端配合有塞子;植物根部的分支能通过所述第一分管体的开口端伸入至所述第一分管体中。优选地,在所述植物地下部分异质性响应能力测试区中设置有底盘,底盘能在竖直方向升降运动;所述玻璃容器的底部安装在所述底盘上。本实用新型还公开一种采用上述用于测定植物异质性斑块环境响应能力的装置进行植物异质性环境响应能力的测定方法,包括以下步骤:步骤一、将种子播种在植物固定和初步生长区中;步骤二、待种子萌发生长的根部伸入至植物地下部分异质性响应能力测试区后,将配比营养液的玻璃容器放置在植物地下部分异质性响应能力测试区中;将植物根部的分支伸入至对应的所述玻璃容器中;步骤三、待种子萌发至从植物固定和初步生长区向上露出后,将遮光罩罩在萌发后的植物中露出植物固定和初步生长区的部分上;打开设定位置以及数量的遮光罩的口子,设定光照强度及光周期,在设定时间后,得到处理组的植物;步骤四、将步骤三得到的测定处理组的植物与对照组的植物进行测定,测定植物中露出植物固定和初步生长区上方部分的分支构型指标、叶指标以及植物中向下伸入至植物固定和初步生长区下方部分的分支构型指标;步骤五、计算测定处理组的植物对异质性斑块响应能力。优选地,植物中露出植物固定和初步生长区上方部分和植物中伸入至植物固定和初步生长区下方部分对异质性斑块响应指数模型为:ds表示植物中露出植物固定和初步生长区上方部分的权重系数,dx代表植物中露出植物固定和初步生长区上方部分的权重系数,ds和dx的和等于1,ds<dx。k1和k2代表植物中露出植物固定和初步生长区上方部分的分支构型和叶指标地上权重系数,k1和k2的和等于1,k1<k2;n代表植物的枝条的分叉次数,n=1表示一级,n=2表示二级,依次类推;jn代表植物中露出植物固定和初步生长区上方部分不同的第n分级枝条的相对分支长和相对分支数量的乘积,若数量低于5个的,取平均值;若超过5个的,随机选择5个分支取平均值;in代表植物中露出植物固定和初步生长区上方部分第n分级枝条的分支权重系数,分级越大,权重越大,即三级分支权重>二级分支权重>一级分支权重。权重系数和为1;m表示植物中伸入至植物固定和初步生长区上方枝条的分级数量;相对分支长等于处理组的植物测定的平均分支长/对照组分支长平均值;相对分支数量等于处理组的植物测定的平均分支数量/对照组分支数量平均值;y代表植物中露出植物固定和初步生长区上方部分相对平均叶面积大小;若数量低于10片的,直接取平均值;若超过10片的,随机选择10个叶片取平均值;m代表植物中露出植物固定和初步生长区上方部分叶片的相对数量;平均相对叶面积等于处理组的植物测定的平均叶面积/对照组平均叶面积;叶片的相对数量等于处理组的植物测定的叶片数量/对照组叶片数量;r代表植物的根部的分叉次数,r=1表示一级,r=2表示二级,依次类推;gr代表植物中伸入至植物固定和初步生长区下方部分第r分级侧根的相对分支长和相对分支数量的乘积,若数量低于5个的,直接取平均值;若超过5个的,随机选择5个分支取平均值。qr代表植物中伸入至植物固定和初步生长区下方部分第r分级侧根的分支权重系数,分级越大,权重越大,即三级分支权重>二级分支权重>一级分支权重;权重系数和为1;t表示植物中伸入至植物固定和初步生长区下方根系的分级数量;相对分支长等于处理组的植物测定的平均分支长/对照组分支长平均值;相对分支数量等于处理组的植物测定的平均分支数量/对照组分支数量平均值。本实用新型具有以下优点:由于本实用新型中植物地下部分异质性响应能力测试区能模拟植物的根部的分支处于不同胁迫或不同营养环境,即在植物地下部分异质性响应能力测试区中放置多个玻璃容器,在不同组的玻璃容器中放入不同的营养液来模拟植物根部的不同分支处于不同营养环境,使得本实用新型的装置能实现测试同一株植物其根部的分支处在不同的环境中其生长的情况,进而更好地掌握植物对地下异质性斑块的响应能力,由于本实用新型在植物地上部分异质性响应能力测试区中设置有遮光罩,且遮光罩上开设有多个口子,能通过开设不同数量以及位置的遮盖片,来调节控制光照的强度,进而实现通过多因素变量来测定植物异质性环境响应能力的技术效果。附图说明图1为本实用新型实施例中用于测定植物异质性斑块环境响应能力的装置的结构示意图。图2为本实用新型实施例中遮光罩罩在箱体结构状态下的结构示意图。图3为本实用新型实施例中遮光罩的结构示意图。图4为本实用新型实施例中箱体结构在开门状态下的结构示意图。图5为本实用新型实施例中箱体结构在分体状态下结构示意图。图6为本实用新型实施例中带有水箱的用于测定植物异质性斑块环境响应能力的装置的结构示意图。图7为本实用新型实施例中带有水箱在俯视状态下的结构示意图。图8为本实用新型实施例中水箱的结构示意图。图9为本实用新型实施例中滴灌器的结构示意图。图10为本实用新型实施例中拨根器的结构示意图。图11为本实用新型实施例中遮光罩的顶面开启1/3数量的开口的状态下的结构示意图。图12为本实用新型实施例中遮光罩的左侧面开启1/3数量的开口的状态下的结构示意图。图13为本实用新型实施例中遮光罩的右侧面开启1/3数量的开口的状态下的结构示意图。图14为本实用新型实施例中遮光罩的前侧面开启1/3数量的开口的状态下的结构示意图。图15为本实用新型实施例中遮光罩的后侧面开启1/3数量的开口的状态下的结构示意图。图16为本实用新型实施例中植物的结构示意图。具体实施方式为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型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,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。需要说明的是,当元件被称为“固定于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。需要说明的是,在本文中,若若存在第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。实施例1如图1所示,本实施例公开一种用于测定植物异质性斑块环境响应能力的装置,包括容纳装置,容纳装置由上至下依次包括植物地上部分异质性响应能力测试区11、植物固定和初步生长区12、植物地下部分异质性响应能力测试区13。植物地上部分异质性响应能力测试区11用于为植物中向上露出植物固定和初步生长区12的部分提供生长环境。植物固定和初步生长区12用以播种。种子生根后其根部能从植物固定和初步生长区12的底部伸入至植物地下部分异质性响应能力测试区13中,植物地下部分异质性响应能力测试区13用以模拟植物的根部的分支处于不同胁迫或不同营养环境。如图1、2所示,本实施例具体在植物地下部分异质性响应能力测试区13中放置多个玻璃容器,在不同组的玻璃容器中放入不同的营养液来模拟植物根部的不同分支处于不同营养环境。如图2所述,在植物地上部分异质性响应能力测试区11中设置有遮光罩111,遮光罩111的底部开口,植物中露出所述植物固定和初步生长区12的部分能被罩在遮光罩111中。如图3、11-15遮光罩111上开设有多个口子1111,每一个口子1111上连接有遮盖片1112,关闭所述遮盖片1112能将所述口子1111遮盖。本实用新型可以在遮光罩111上裁剪多个弧形或者方形的口子1111,裁剪后尚与遮光罩111主体连接的区域形成遮盖片1112。其他现有技术的遮盖片1112与口子1111配合如粘合的方式也应该在本实用新型的保护范围内。本实用新型通过将种子播种在植物固定和初步生长区12中,待种子萌发生长的根部伸入至植物地下部分异质性响应能力测试区13后,将配比营养液的玻璃容器放置在植物地下部分异质性响应能力测试区13中,将所有的玻璃容器分为多组,保证不同多的玻璃容器中的营养液不同;将植物根部的分支伸入至对应的所述玻璃容器中;如图16所示,植物的根部按照其分叉次数依次包括一级分支21(主根)、二级分支22、三级分支23……n级分支。优选地,不同分支伸入至不同的玻璃容器中;或者多个分支伸入一个玻璃容器中。待种子萌发至从植物固定和初步生长区12向上露出后,将遮光罩111罩在萌发后的植物中露出植物固定和初步生长区12的部分上;打开设定位置以及数量的遮光罩111的口子1111,设定植物地上部分异质性响应能力测试区的光照强度及光周期(若是自然光照,则仅通过口子1111开启的位置以及数量得到光照强度),在设定时间后,得到处理组的植物;将处理组的植物与对照组的植物进行测定,测定植物中露出植物固定和初步生长区12上方部分的分支构型指标、叶指标以及植物中向下伸入至植物固定和初步生长区12下方部分的分支构型指标;计算处理组的植物对异质性斑块响应能力。由于本实用新型中植物地下部分异质性响应能力测试区13能模拟植物的根部的分支处于不同胁迫或不同营养环境,即在植物地下部分异质性响应能力测试区13中放置多个玻璃容器,在不同组的玻璃容器中放入不同的营养液来模拟植物根部的不同分支处于不同营养环境,使得本实用新型的装置能实现测试同一株植物其根部的分支处在不同的环境中其生长的情况,进而更好地掌握植物对地下异质性斑块的响应能力,由于本实用新型在植物地上部分异质性响应能力测试区11中设置有遮光罩111,且遮光罩111上开设有多个口子1111,能通过开设不同数量以及位置的遮盖片1112,来调节控制光照的强度,进而实现通过多因素变量来测定植物异质性环境响应能力的技术效果。如图2、5所示,在有些实施例中,容纳装置为透明玻璃的箱体结构。在箱体结构其内部腔体的上部设置有遮光罩111,遮光罩111的底部开口,植物中露出植物固定和初步生长区12的部分能被罩在遮光罩111中。具体地,本实用新型可以在箱体结构其内部腔体的上部安装有支架112,支架112与在箱体结构其内部腔体通过螺栓螺纹连接或者粘合。遮光罩111罩在支架112上。如图2所示,在有些实施例中,在植物地上部分异质性响应能力测试区11中悬置有横梁119,在横梁119以及植物地上部分异质性响应能力测试区11的内侧壁均设置有灯管114,灯管114与外接电源电性连接。如图2所示,植物固定和初步生长区12包括网袋121、生长土层122。网袋121的边缘与箱体结构其内部腔体的周边连接,具体可以是粘合,或者在网袋121的边缘缝合有绳子,在箱体结构其内部腔体的侧壁粘合或者螺纹配合有连接杆,将绳子捆绑在连接杆上。生长土层122堆积在网袋121上。箱体结构其内部腔体中介于箱体结构的顶部与植物固定和初步生长区12之间的空间形成植物地上部分异质性响应能力测试区11的空间,介于植物固定和初步生长区12与箱体结构底部之间的空间形成所述植物地下部分异质性响应能力测试区13的空间。采用本实用新型的装置,将容纳装置由上至下依次包括植物地上部分异质性响应能力测试区11、植物固定和初步生长区12、植物地下部分异质性响应能力测试区13。利用本实用新型这种特定的空间结构,能实现植物固定和初步生长区12进行播种,可以利用最上层的植物地上部分异质性响应能力测试区11模拟自然生长环境,再根据植物的生长特性,种子萌发后的枝叶、根部部分别伸入至植物地上部分异质性响应能力测试区11、植物地下部分异质性响应能力测试区13,利用植物地上部分异质性响应能力测试区11对植物向上露出植物固定和初步生长区12的部分(枝叶)分支构型指标、叶指标以及植物中伸入至植物固定和初步生长区12下方部分(根部)的分支构型指标进行测试,再采用本实用新型的模型进行植物对异质性斑块响应能力,从而实现了对植物地上部分和地下部分对异质性斑块环境响应能力的测试。实施例2如图6-9所示,本实施例与上述实施例的区别在于:本实用新型还包括滴灌器,滴灌器包括水箱1131、引流管1132、喷头1133、连接轴1134;水箱1131具体可以焊接或者粘合或者螺纹连接在箱体结构的外侧面,如图2、9所示,连接轴1134悬置在所述植物地上部分异质性响应能力测试区11中,多个所述喷头1133间隔分布且与连接轴1134转动连接;水箱1131包括水箱本体11311、活动件11312、齿轮11313、导流通道11314,在水箱本体11311侧面开设有条形出水口,活动件11312与条形出水口在竖直方向滑动配合;在条形出水口的周边粘合或者嵌合有密封条,活动件11312通过密封条与条形出水口密封接触;活动件11312的一侧呈锯齿结构且与齿轮11313啮合,活动件11312的另一侧与导向块11316滑动接触,导向块11316粘合或者螺纹连接在水箱本体11311内部空腔上;条形出水口与引流管1132之间通过导流通道11314连通;导流通道11314中位置较高的一端与条形出水口连通,导流通道11314中位置较低的一端与引流管1132连通。引流管1132存在倾斜段,倾斜段从与导流通道11314连通的位置较高端渐变成与喷头1133连通的位置较低端。如图7所示,本实用新型还包括转动轴1135,转动轴1135的一端伸入至水箱本体11311与齿轮11313连接,优选地,所述转动轴1135的一端的端部与水箱本体11311之间通过轴承转动连接,转动轴1135的另一端置于水箱本体11311的外侧且端部连接有手柄1136。在水箱本体11311与转动轴1135之间套设有密封圈。本实用新型首先通过正向转动手柄1136,带动转动轴1135正向转动,带动齿轮11313正向转动,带动与齿轮11313啮合的活动件11312向上运动,直至活动件11312将条形出水口完全密封;从水箱本体11311的顶部向水箱本体11311中灌入水,直至水淹没活动件11312。使用时,本实用新型通过反向转动手柄1136,带动转动轴1135反向转动,带动齿轮11313反向转动,带动与齿轮11313啮合的活动件11312向下运动,条形出水口上部开口,水箱本体11311中的水从开口流出直至水箱本体11311中的水位线低于活动件11312的顶面。水依次通过导流通道11314、引流管1132后,从喷头1133喷出至植物固定和初步生长区12上。本实用新型通过进一步反向转动手柄1136,能增大条形出水口的开口区域,实现更多的水从喷头1133喷出。通过本实用新型的滴灌器结构,通过转动外置的手柄1136,即可实时的实现各个喷头1133喷水角度的调节,且喷头1133能通过调节手柄1136的转动圈数来控制喷头1133的流量。进一步,在有些实施例中,在引流管1132上还设置有流量阀,通过流量阀调节喷头1133单位时间喷出的量。进一步,在有些实施例中,喷头1133包括喷头本体11331以及转动件11332,所述喷头本体11331与转动件11332连接,具体可以是一体成型,所述转动件11332套设在连接轴1134上,在转动件11332与连接轴1134之间还套设有阻尼。喷头本体11331与引流管1132连通。本实用新型通过将转动件11332套设在连接轴1134上,实现喷头1133与连接轴1134之间的转动配合,能实时调节喷头1133的喷水角度。由于在转动件11332与连接轴1134之间还套设有阻尼,能提高喷头1133转动的阻力,进而保证喷头1133其喷水角度调节后位置的相对稳定性。如图5所示,在有些实施例中,生长土层122中设置有多个隔板123。隔板123纵横交错,将生长土层122分化成多个子生长土层。本实用新型通过隔板123将生长土层122分化成多个子生长土层,可以在不同的子生长土层中堆积不同的生长土层122,从而实现同时对处于生长土环境的植物其地上部分和地下部分对异质性斑块的响应能力的测试。在有些实施例中,植物固定和初步生长区12还包括温度传感器和湿度传感器,温度传感器和湿度传感器安装在生长土层122中。在有些实施例中,网袋121呈网格结构,增加土壤通透性,便于植物的根系穿过生长土层122向下生长。实施例3如图2所示,本实施例与上述实施例的区别在于:玻璃容器呈y形管体结构,包括主管体1311、第一分管体1312、第二分管体1313。第一分管体1312、第二分管体1313分别连通在与主管体1311的顶部的两侧。其中,第二分管体1313的开口端配合有塞子。植物其根部的分支能通过第一分管体1312的开口端伸入至第一分管体1312中。如图4所示,在箱体结构其内部腔体的底部设置有底盘132,底盘132能在竖直方向升降运动。主管体1311的底部安装在底盘132上。在底盘132的顶部开设有凹槽,主管体1311的底部安装在对应的凹槽中。如图4、5所示,具体地,箱体结构其内部腔体的底部固定有竖直杆133,底盘132的中心开有上下导通的孔且底盘132通过该孔套设在竖直杆133上,在底盘132以及箱体结构其内部腔体的内底部分别开设有多个上下导向的螺纹通孔、螺纹孔,螺杆134能穿入至对应的螺纹通孔、螺纹孔,锁止底盘132的高度。本实用新型将玻璃容器的主管体1311的底部安放在底盘132的对应凹槽中,稳定玻璃容器的位置,将植物其根部的分支伸入至对应玻璃容器的第一分管体1312中,分支也可以伸入至主管体1311中。将第二分管体1313的开口端配合有塞子取出,向第二分管体1313的开口端灌入对应的营养液,然后塞上塞子,完成植物其根部的分支浸入对应的营养液中。本实用新型通过旋动螺杆134直至螺杆134露出螺纹孔,实现底盘132的活动,再通过上调和下降底盘132,调节底盘132的高度,以满足不同长度根系需要。如图2所示,在有些实施例中,第一分管体1312的开口端呈喇叭状。喇叭状的开口结构,便于植物其根部的分支的伸入。实施例4如图4、5所示,本实施例与上述实施例的区别在于:箱体结构的侧面开设有放料口,在放料口上安装有开闭该放料口的门14。具体地,门14的一端与放料口的一端枢转连接,门14的另一端能闭合在放料口的另一端。具体的闭合方式,可以在门14的另一端以及放料口的另一端开设有相对应的门螺纹孔、放料口螺纹孔,通过螺栓穿入门螺纹孔、放料口螺纹孔,实现门14的闭合。或者在门14的另一端以及放料口的另一端分别固定磁块,通过吸合的方式实现门14的闭合。其他现有技术的闭合方式也应该在本实用新型的保护范围内。本实用新型可以通过开启门14,安装遮光罩111、各个玻璃容器以及灯管114、滴灌器、网袋121、生长土等。本实用新型在箱体结构的顶部开口或者在箱体结构的的周边多处设置透气孔,来提高箱体结构内部环境与外部环境空气的流通。在有些实施例中,本实用新型的箱体结构还可以是分体结构,包括开口向上的箱本体16以及开口向下的箱盖17,箱本体16其开口端的边缘开设有一圈卯眼,在箱盖17体其开口端的边缘设置有一圈与卯眼对应的榫头,箱盖17盖合在箱本体16上,致使榫头与卯眼形成榫卯配合。实施例5如图10所示,本实施例与上述实施例的区别在于:本实用新型还包括拨根器18,主要用于将地下根的侧根拨入玻璃容器,同时避免损伤地下根。主要形状为圆棒状构造,材质为纤维软材质。顶端为网状盘181,防止营养液粘在拨根器18上。竿部为伸缩竿,满足不同长度需要。实施例6本实施例还公开一种上述的用于测定植物异质性斑块环境响应能力的装置对植物对异质性斑块环境响应能力进行测定的方法,包括以下步骤:步骤一、将种子播种在植物固定和初步生长区12中;步骤二、光照、灌溉(滴灌),待种子萌发生长的根部伸入至植物地下部分异质性响应能力测试区13后,将配比不同营养液的玻璃容器放置在植物地下部分异质性响应能力测试区13中;每一个或一组玻璃容器模拟一种斑块微环境;将根部的分支伸入至对应的玻璃容器中。一个玻璃容器中的分支为一根或者多根。待种子萌发至从植物固定和初步生长区12向上露出后,停止灌溉(滴灌)。将遮光罩111罩在萌发后的植物中露出植物固定和初步生长区12的部分上。打开设定位置以及数量的遮光罩111的口子1111,调控控制区的光照强度及光周期;步骤三、设定时间后,到处理组的植物;步骤四、将处理组的植物与对照组的植物进行测定,测定植物中露出植物固定和初步生长区12上方部分的分支构型指标、叶指标以及植物中向下伸入至植物固定和初步生长区12下方部分的分支构型指标;步骤五、计算处理组的植物对异质性斑块响应能力。植物中露出植物固定和初步生长区12上方部分和植物中伸入至植物固定和初步生长区12下方部分对异质性斑块响应指数模型为:ds表示植物中露出植物固定和初步生长区12上方部分的权重系数,dx代表植物中露出植物固定和初步生长区12上方部分的权重系数,ds和dx的和等于1,ds<dx。k1和k2代表植物中露出植物固定和初步生长区12上方部分的分支构型和叶指标地上权重系数,k1和k2的和等于1,k1<k2;n代表植物的枝条的分级数,n=1表示一级,n=2表示二级,依次类推;jn代表植物中露出植物固定和初步生长区12上方部分不同的第n分级枝条的相对分支长和相对分支数量的乘积,若数量低于5个的,取平均值;若超过5个的,随机选择5个分支取平均值;in代表植物中露出植物固定和初步生长区12上方部分第n分级枝条的分支权重系数,分级越大,权重越大,即三级分支权重>二级分支权重>一级分支权重。权重系数和为1;m表示植物中伸入至植物固定和初步生长区12上方部分枝条的总分级数量;相对分支长等于处理组的植物测定的平均分支长/对照组分支长平均值;相对分支数量等于处理组的植物测定的平均分支数量/对照组分支数量平均值;y代表植物中露出植物固定和初步生长区12上方部分相对平均叶面积大小;若数量低于10片的,直接取平均值;若超过10片的,随机选择10个叶片取平均值;m代表植物中露出植物固定和初步生长区12上方部分叶片的相对数量;平均相对叶面积等于处理组的植物测定的平均叶面积/对照组平均叶面积;叶片的相对数量等于处理组的植物测定的叶片数量/对照组叶片数量;r代表植物的根部的分级数,r=1表示一级,r=2表示二级,依次类推;gr代表植物中伸入至植物固定和初步生长区12下方部分第r分级侧根的相对分支长和相对分支数量的乘积,若数量低于5个的,直接取平均值;若超过5个的,随机选择5个分支取平均值。qr代表植物中伸入至植物固定和初步生长区12下方部分第r分级侧根的分支权重系数,分级越大,权重越大,即三级分支权重>二级分支权重>一级分支权重;权重系数和为1;t表示植物中伸入至植物固定和初步生长区12下方根系部分的总分级数量;相对分支长等于处理组的植物测定的平均分支长/对照组分支长平均值;相对分支数量等于处理组的植物测定的平均分支数量/对照组分支数量平均值。本实用新型遮光罩111上分布有多个并排排列的可打开的口子1111。根据研究需要,通过打开口子1111的位置的不同,分别模拟光线直射(打开正上方的口子1111)、不同角度斜射(打开侧方的口子1111);根据打开口子1111的数量的差异,通过点亮灯管114的数量,模拟不同光照强度的影响;结合灯管114开灯和关灯时间的不同,模拟不同光周期对植物的影响。设定的一段时间后,测定地上分支(枝)指标(一级分支31长(主枝长)、一级分支数量(主枝长数量)、二级分支32长、二级分支数量、三级分支33长、三级分支数量、……、n级分支数量)和叶指标(叶片面积和数量),判断植物地上部分对异质性光环境的响应能力。在有些实施例中,生长土层122包括蛭石、泥土和森林腐殖土。蛭石、泥土和森林腐殖土的质量比为1:3:2。实施例7本实施例公开一种灯台树异质性斑块环境响应能力的测定方法。步骤一、将灯台树种子分为对照组、处理组;播种在植物固定和初步生长区12中。生长土,主要由蛭石、泥土和森林腐殖土按照1:3:2。步骤二、对照组和处理组的均每2天通过灌溉(滴灌)一次,浇水量为50ml;光照为全光照,横梁119以及植物地上部分异质性响应能力测试区11的四个内侧壁各设置有6个灯管,每个灯管的光照强度为80lux。光周期设为12(有光)h:12h(无光);步骤三、待种子萌发生长的根部伸入至植物地下部分异质性响应能力测试区13后,将配比营养液的玻璃容器放置在植物地下部分异质性响应能力测试区13中。每一个玻璃容器模拟一种斑块微环境。将根部的分支伸入至玻璃容器中。一个玻璃容器中的分支为一根或者多根。对照组植物的所有根系所处的营养液的配比为,n:p:k配比为1:1:1,ph为7。处理组的营养液的异质性考虑了营养液组成的异质性和营养液位置的异质性。具体如下:异质性营养液的配比分别为:表1序号营养液n:p:k配比营养液ph值营养液模拟的异质性试管11:2:272个二级根系分支(完全浸入营养液)试管22:2:16.51个三级根系分支(完全浸入营养液)试管31:2:36.51个二级根系分支(完全浸入营养液)试管43:2:17.51个一级根系分支的最底端部分(完全浸入营养液)试管52:1:37.51个三级根系分支(三级根系部分浸入营养液)步骤四、待种子萌发至从植物固定和初步生长区12向上露出后,即枝条上第一片新叶长出后,停止滴罐。将遮光罩111罩在萌发后的植物中露出植物固定和初步生长区12的部分上。打开设定位置以及数量的遮光罩111的口子1111,设定光照强度及光周期。通过遮光罩控制光的异质性(光照强度、光照位置和光周期)。具体步骤如下:(1)打开遮光罩外面所有灯管114。(2)对照组的光周期设为12(有光)h:12h(无光)。处理组的光周期设为8h(有光):16h(无光)。(3)对照组遮光罩上所有口子1111打开,允许光照进来。如图11-15所示,处理组遮光罩上的口子1111进行异质性处理,分别模拟光照强度和光照位置的异质性。本次实验中设定的遮光罩上方口子1111打开的比例为1/3(上方光照强度仅为对照的1/3),四周打开口子1111的比例分别为:1/3、1/3、1/2、1/2(四周的光照强度仅为对照的1/3、1/3、1/2、1/2)。前后左右以图2为视角。打开位置的差异可模拟光照位置的异质性。步骤五、将步骤三和步骤四得到的处理组的植物与对照组的植物进行测定,测定植物中露出植物固定和初步生长区12上方地上部分枝叶部分的分支构型指标、叶指标以及植物中伸入至植物固定和初步生长区12下方地下根系部分的分支构型指标。地上部分和地下部分异质性处理后,地上部分的枝条分级m为3,地下部分的根系分级t为3。其他相应的指标见表1和表2。其中,对照组植物的地上部分和地下部分指标见表2:表2对照组地上部分和地下部分指标经过异质性处理(处理组)植物的地上部分和地下部分指标见表3:表3异质性处理后处理组地上部分和地下部分指标异质性处理后地上部分和地下部分相对指标见表4:表4异质性处理后地上部分和地下部分相对指标(处理组相对应指标/对照组相对应指标)植物中露出植物固定和初步生长区12上方部分和植物中伸入至植物固定和初步生长区12下方部分对异质性斑块响应指数模型为:ds表示地上部分的权重系数,dx代表地上部分的权重系数,可根据需要设定,一般可设为ds为0.4,dx为0.6(权重和为1,ds<dx)。k1和k2代表地上部分的分支构型和叶指标地上权重系数,可根据需要设定,一般可设为k1为0.3,k2为0.7(权重和为1,k1<k2)。地上部分一级分支、二级分支和三级分支的权重分别为0.1,0.3,0.6(分级越大,权重越大,即三级分支权重>二级分支权重>一级分支权重;权重系数和为1)。地下部分一级分支、二级分支和三级分支的权重分别为0.1,0.2,0.7(分级越大,权重越大,即三级分支权重>二级分支权重>一级分支权重;权重系数和为1)。则地上部分和地下部分对异质性斑块响应指数计算为:则获得的地上部分和地下部分对异质性斑块响应指数分别为:0.05和0.691,地上部分和地下部分对异质性斑块响应指数总和为0.741。需要说明的是,在本文中,若若存在第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。当前第1页12
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