评价植物根系对污染物垂直方向生长回避的装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及生态污染情况评价技术，特别涉及一种评价植物根系对污染物垂直生长回避的装置及方法。
【背景技术】
[0002]随着经济的发展，越来越多的污染物排放到环境当中，其中最终的归宿便是土壤，过多的污染使土壤的质量下降，生态功能降低。特别是在我国目前有近两成的土壤受到污染，土壤中的污染物，严重威胁到植物的正常生长，污染物首先从根系积累，并传递到整个植株体内。而众多的研究表明，根系往往是污染物积累量最大的器官，也是受害最严重器官。但是，植物在不断的进化过程当中，形成了对土壤污染等环境胁迫较强的感知能力特别强的特征，一旦感知到污染物等胁迫的存在，植物根系能够快速的响应，启动一定的适应对策，这些对策包括根系生理可塑性、根系形态可塑性、以及根内外的菌根可塑性等等，不但如此，一些对环境胁迫敏感的植物，往往能够对根系中细根直径大小、节间距离、分枝角度以及空间构型来完成对土壤污染物的回避等措施，以减轻污染物对根系的伤害。因此，充分揭示和挖掘植物根系对土壤污染物的试验机制及潜在能力，对提高土壤污染严重条件下植被的恢复，具重要的实践基础和科学意义。
[0003]申请号为201110345647.4的发明专利申请公开了一种用于研究根系垂直方向觅养行为的试验装置，包括用于移植植物苗木的中心圆筒和同心套置在中心圆筒外侧的外圆筒，所述中心圆筒与外圆筒之间的区域沿轴线方向自下而上依次设置有若干个水平隔层，所述中心圆筒与外圆筒之间的区域沿径向方向布设有若干个竖直隔层，以分隔出若干个用于放置不同养分的养分斑块的扇形区域，外圆筒周壁上相应布设有通往各个扇形区域的放料孔，所述中心圆筒与外圆筒的筒壁、水平隔层和竖直隔层均为玻璃纤维网，所述玻璃纤维网上涂布有琼脂，以让植物根系能顺利穿过玻璃纤维网的同时阻隔不同扇形区域内养分的流动利利用该试验装置可以在最接近自然的状态下，研究植物在根际养分随时间消耗殆尽后，其根系由近及远感应开拓新养分斑块的能力。但是，上述装置无法获取根系三维图片，存在监测的灵敏度不够的问题。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是:提供一种监测灵敏度高的评价植物根系对污染物垂直生长回避的装置，进一步针对上述装置提供评价植物根系对污染物垂直生长回避的方法。
[0005]为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为:
[0006]一种评价植物根系对污染物垂直生长回避的装置，包括壳体、分隔件、导轨、扫描设备和驱动件，所述壳体包括基底和设置于基底上的侧壁，所述基底和侧壁使壳体形成具有开口的容腔，所述分隔件设置于壳体内且数目为两个以上，所述分隔件上设有通孔，所述通孔中设有琼脂层，两个以上的所述分隔件分别沿基底至开口方向设置在侧壁上并将所述容腔分隔形成两个以上密闭的子容腔，所述导轨沿侧壁四周方向设置于壳体外，所述扫描设备可滑动的设置于导轨上，所述驱动件驱动扫描设备沿导轨滑动。
[0007]本发明还公开一种评价植物根系对污染物垂直生长回避的方法，包括上述的评价植物根系对污染物垂直生长回避的装置，并包括以下步骤:将土壤或植物营养液分别放入两个以上的所述子容腔内，然后于两个以上的所述子容腔内分别放置不同浓度的污染物，将待测试植物的根系分散并分别伸入两个以上的所述子容腔内，通过驱动件驱动扫描设备沿导轨滑动，从而扫描获得待测试植物根系在壳体内的分布信息。
[0008]本发明的有益效果在于:
[0009]通过包括壳体、分隔件、导轨、扫描设备和驱动件的结构设计，驱动件驱动扫描设备沿导轨滑动，从而扫描并获得更全面的待测试植物根系在壳体内的分布信息(三维图片)，进而更充分地观测并分析不同在污染物异质性的条件下，不同子容腔根系的径级的生长和分布主要参数情况，以评价植物根系对污染物的垂直生长回避情况；其装置整体结构简便，方法步骤简单且便于操作，同时显著提高试验重现性和监测的灵敏度，在污染土壤生态风险研究及评价方面具有广阔的应用前景。
【附图说明】
[0010]图1为本发明实施例的评价植物根系对污染物垂直生长回避的装置的整体结构示意图。
[0011]标号说明:
[0012]1、壳体；11、基底；12、侧壁；2、分隔件；3、导轨；4、扫描设备；5、驱动件；6、子容腔；7、控制器；8、数据输出设备；9、罩子；10、待测试植物。
【具体实施方式】
[0013]为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
[0014]本发明最关键的构思在于:通过包括壳体、分隔件、导轨、扫描设备和驱动件的结构设计，获得更全面的待测试植物根系的分布信息，进而更充分地观测并分析不同子容腔根系的径级的生长和分布主要参数情况，以此提高监测灵敏度。
[0015]请参照图1，本发明的一种评价植物根系对污染物垂直生长回避的装置，包括壳体
1、分隔件2、导轨3、扫描设备4和驱动件5，所述壳体1包括基底11和设置于基底上的侧壁12，所述基底11和侧壁12使壳体1形成具有开口的容腔，所述分隔件2设置于壳体1内且数目为两个以上，所述分隔件2上设有通孔，所述通孔中设有琼脂层，两个以上的所述分隔件2分别沿基底11至开口方向设置在侧壁12上并将所述容腔分隔形成两个以上密闭的子容腔6，所述导轨3沿侧壁12四周方向设置于壳体1外，所述扫描设备4可滑动的设置于导轨3上，所述驱动件5驱动扫描设备4沿导轨3滑动。
[0016]本发明还公开一种评价植物根系对污染物垂直生长回避的方法，包括上述的评价植物根系对污染物垂直生长回避的装置，并包括以下步骤:将土壤或植物营养液分别放入两个以上的所述子容腔6内，然后于两个以上的所述子容腔6内分别放置不同浓度的污染物，将待测试植物10的根系分散并分别伸入两个以上的所述子容腔6内，通过驱动件5驱动扫描设备4沿导轨3滑动，从而扫描获得待测试植物10根系在壳体1内的分布信息。
[0017]从上述描述可知，本发明的有益效果在于:
[0018]通过包括壳体、分隔件、导轨、扫描设备和驱动件的结构设计，驱动件驱动扫描设备沿导轨滑动，从而扫描并获得更全面的待测试植物根系在壳体内的分布信息(三维图片)，进而更充分地观测并分析不同在污染物异质性的条件下，不同子容腔根系的径级的生长和分布主要参数情况，以评价植物根系对污染物的垂直生长回避情况；其装置整体结构简便，方法步骤简单且便于操作，同时显著提高试验重现性和监测的灵敏度，在污染土壤生态风险研究及评价方面具有广阔的应用前景。
[0019]本发明的一种评价植物根系对污染物垂直生长回避的装置中:
[0020]进一步的，还包括转换器、控制器7和数据输出设备8，所述转换器与扫描设备4电连接，所述转换器、控制器7和数据输出设备8分别依次电连接。所述转换器为USB转换器，所述数据输出设备8为计算机，所述扫描设备7为光学扫描仪，所述驱动件5为电机。
[0021]由上述描述可知，上述结构设计使得扫描设备扫描获得的三维图片信息通过转换器转换为数据信息，再通过控制器传输至数据输出设备中，然后通过多数据输出设备的操作，进行三维重建，最后进行三维构型，其中，在研究过程中，重点观测不同在污染物异质性的条件下，不同分室根系的径级的生长和分布主要参数情况。具体的，转换器为USB转换器，数据输出设备为计算机，扫描设备为光学扫描仪，驱