專利名稱：：一種根系控溫裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種根系控溫裝置。
背景技術(shù)：
：根系通過水分運(yùn)輸、礦質(zhì)元素吸收、激素產(chǎn)生等影響植物生長發(fā)育，為固木之本。隨著全球氣候變化，根系逆境，尤其是根系高溫逆境引起科研工作者廣泛關(guān)注，但因根系控溫設(shè)備限制，此方面研究進(jìn)展緩慢。目前主要在大型控溫溫室或者人工氣候室內(nèi)，采用地?zé)峋€、水暖等措施對根系加溫來進(jìn)行根系高溫脅迫研究。研究工作對設(shè)備依賴性大，且在實(shí)際試驗(yàn)操作中很難同時(shí)對氣溫和地溫進(jìn)行控制。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種根系控溫裝置，可以解決上述的實(shí)際操作中難以同時(shí)控制氣溫和地溫的問題。本發(fā)明提供的根系控溫裝置，包括一外箱體，還包括設(shè)置在所述外箱體內(nèi)的無蓋的內(nèi)箱體；所述內(nèi)箱體和外箱體之間的間層設(shè)有隔熱材料；所述內(nèi)箱體的頂端設(shè)有具至少一個(gè)通孔的阻熱蓋，所述阻熱蓋包括至少兩個(gè)從所述通孔處裂開的蓋片，所述阻熱蓋置于所述外箱體中且與所述外箱體的四個(gè)內(nèi)壁相接，所述阻熱蓋上的通孔分布在所述內(nèi)箱體的箱口內(nèi)；所述內(nèi)箱體內(nèi)填充有隔熱材料，所述內(nèi)箱體中的隔熱材料包裹栽培植物用的盆。進(jìn)一步，所述阻熱蓋依次由四個(gè)蓋片平鋪組成；四個(gè)蓋片上的相鄰的邊分別均勻開有4個(gè)半圓孔；相鄰兩邊上的8個(gè)半圓孔可組成4個(gè)通孔。上述外箱體內(nèi)可貼有阻止水汽通過的襯膜。進(jìn)一步，上述襯膜可以為PVC防塵無滴膜。上述外箱體內(nèi)的各個(gè)角可以為弧形，這樣便于上述的襯膜平整地貼壁。在另一實(shí)施例中，上述內(nèi)箱體和外箱體之間的間層還設(shè)有降溫袋，這樣可以控制根系恒溫，防止根系溫度隨著外界溫度升高而升高。上述降溫袋可裝有冰。上述內(nèi)箱體優(yōu)選是無底的；上述阻熱蓋的厚度加上所述內(nèi)箱體的高度優(yōu)選等于所述外箱體的高度。這樣對根系溫度控制效果會(huì)更好。上述內(nèi)箱體可置于所述外箱體中間。上述隔熱材料是珍珠巖、蛭石或煤灰。上述外箱體、內(nèi)箱體和阻熱蓋的材質(zhì)均為泡沫板，密度是15kg/m3。上述珍珠巖為市售普通栽培基質(zhì)，使用前需要12(TC烘干防潮。采用上述技術(shù)方案得到的根系控溫裝置配合光照培養(yǎng)箱或人工氣候培養(yǎng)室克服3了以往研究中地上部和地下部只能同溫的弊端，實(shí)現(xiàn)了根系溫度和地上部溫度的分別控制。進(jìn)行高溫脅迫研究時(shí)，光照培養(yǎng)箱可以調(diào)節(jié)地上部的溫度，而根系控溫裝置則根據(jù)研究目的不同在間層填充不同的隔熱和填充材料來控制根系溫度，且內(nèi)襯隔熱膜很好的解決了內(nèi)外溫差產(chǎn)生凝結(jié)水問題，從而保證隔熱材料的保溫效果。基于上述結(jié)構(gòu)本發(fā)明設(shè)計(jì)有以下優(yōu)點(diǎn)1)本根系控溫裝置與光照培養(yǎng)箱或人工氣候箱連用，裝置本身不受大型控溫溫室或人工氣候室以及水、電等設(shè)備限制，能真正做到普及常用。2)本裝置能根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)調(diào)控根系溫度，從而較好模擬自然界的高溫狀況，自然界中地溫比氣溫升高緩慢，這種緩慢升溫對植物帶來的影響，在以往的研究中會(huì)因控溫裝置問題導(dǎo)致地溫升高過快而漏掉。發(fā)明人采用這套控溫裝置進(jìn)行根系緩慢升溫對地上部抗熱性研究，結(jié)果表明根系緩慢升溫能增強(qiáng)地上部光合系統(tǒng)的抗熱性(圖6)。3)能有針對性的研究根系溫度、地上部溫度對植物生長發(fā)育的影響。過去研究高溫脅迫往往地上部和地下部同溫，因?yàn)楦祵Ω邷乇鹊厣喜棵舾?，而研究中又沒有排除根系因素，所以研究結(jié)果存在很大誤差。發(fā)明人設(shè)計(jì)的根系控溫裝置因?yàn)槟芊謩e控制根系和地上部溫度，所以能較準(zhǔn)確研究根系溫度對植物生長產(chǎn)生的影響，為生產(chǎn)實(shí)踐提供理論支持。圖1:為本發(fā)明的根系控溫裝置的截面圖；圖2:為本發(fā)明的根系控溫裝置的外箱體結(jié)構(gòu)示意圖；圖3:為本發(fā)明的根系控溫裝置的內(nèi)箱體結(jié)構(gòu)示意圖；圖4:為本發(fā)明的根系控溫裝置的阻熱蓋結(jié)構(gòu)示意圖；圖5:為本發(fā)明的根系控溫裝置實(shí)際控溫效果圖；圖6:為使用本發(fā)明的根系控溫裝置研究根系溫度對地上部光合機(jī)構(gòu)抗熱性影響圖。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但本發(fā)明并不限于以下實(shí)施例。下述實(shí)施例中，如無特殊說明，均為常規(guī)方法。實(shí)施例1、根系控溫裝置本發(fā)明提供的根系控溫裝置如圖1所示，包括外箱體1和設(shè)置在外箱體1內(nèi)的內(nèi)箱體2。外箱體1如圖2所示，其外部為矩形，外箱體1的外部尺寸為長X寬X高=45cmX45cmX28cm，外箱體1的各個(gè)壁的厚度為8cm。為了降低外箱體的內(nèi)外溫差導(dǎo)致的霧水的產(chǎn)生，在外箱體1的內(nèi)部貼有箱內(nèi)襯膜，如PVC防塵無滴膜(可購自溫州吉爾薄膜有限公司)。為了平整地貼上PVC防塵無滴膜，外箱體1的內(nèi)部各個(gè)角均是弧形。如圖3所示，內(nèi)箱體2是無底無蓋，其外部尺寸為長X寬X高為二30cmX30cmX15cm。內(nèi)箱體2置于外箱體1內(nèi)的中間。外箱體1和內(nèi)箱體2之間的間層填充有經(jīng)12(TC烘干后的珍珠巖4。珍珠巖4烘干后可以防潮。當(dāng)然在其它實(shí)施例中，珍珠巖4也可根據(jù)需要換成其他的隔熱材料，比如蛭石、煤灰。4如圖1所示，本發(fā)明的根系控溫裝置還包括阻熱蓋3，放置在內(nèi)箱體2的上部。該阻熱蓋3上可開有至少1個(gè)通孔，當(dāng)然也可以如圖4所示，開12個(gè)通孔，所有通孔均分布在內(nèi)箱體2的箱口內(nèi)。如圖4所示，阻熱蓋3是依次由第一蓋片31、第二蓋片32、第三蓋片33和第四蓋片34組成；所述第一蓋片31與所述第二蓋片32相鄰的兩邊分別均勻開有4個(gè)半圓孔，這相鄰兩邊上的8個(gè)半圓孔可組成4個(gè)完整的通孔；所述第二蓋片32與所述第三蓋片33相鄰的兩邊分別均勻開有4個(gè)半圓孔，這相鄰兩邊上的8個(gè)半圓孔可組成4個(gè)完整的通孔；所述第三蓋片33與所述第四蓋片34相鄰的兩邊分別均勻開有4個(gè)半圓孔，這相鄰兩邊上的8個(gè)半圓孔可組成4個(gè)完整的通孔。阻熱蓋3的尺寸長X寬X高為37cmX37cmX5cm，這樣阻熱蓋3置于內(nèi)箱體2上后，阻熱蓋3的上端剛好與所述外箱體1的上端齊平，并且所述阻熱蓋3剛好置于所述外箱體1中且與所述外箱體1的四個(gè)內(nèi)壁相接。當(dāng)裝有植物的盆至于內(nèi)箱體2后，內(nèi)箱體2內(nèi)部填充了包裹所述盆的隔熱材料5，如珍珠巖等。如果根系需要緩慢升溫，在內(nèi)箱體2和外箱體1之間的間層只要填充隔熱材料如珍珠巖，這樣內(nèi)箱體中的根系會(huì)隨著外界的熱不斷傳到進(jìn)內(nèi)箱體，而緩慢升溫。但是根系的溫度如果需要控制在一定范圍內(nèi)，在所述間層中可根據(jù)需要設(shè)置一定數(shù)量的冰袋。冰袋可根據(jù)需要增加或更換。本發(fā)明的根系控溫裝置中的外箱體1、內(nèi)箱體2和阻熱蓋3的材質(zhì)均為泡沫板，密度是15kg/m3。本發(fā)明的根系控溫裝置的安裝及使用方法如下1、將PVC防塵無滴膜平整地鋪入外箱體1內(nèi)，要緊貼箱內(nèi)壁不能有皺褶，尤其是各個(gè)底角部分。PVC防塵無滴膜鋪入外箱體1后，其上端還要高出箱壁少許，這樣可以避免填充珍珠巖時(shí)PVC防塵無滴膜隨珍珠巖一起下落；2、將內(nèi)箱體2放入外箱體1中，內(nèi)箱體要居中放置，使外箱體1和內(nèi)箱體2之間的間層空隙均勻；3、將苗均勻放入內(nèi)箱體2，按以下方式填充隔熱材料1)根系緩慢升溫在內(nèi)箱體2與外箱體1的間層和內(nèi)箱體2內(nèi)的苗的間隙分別填充干燥的珍珠巖，壓緊，填埋高度和內(nèi)箱體齊平；2)控制根系恒溫，在內(nèi)箱體2內(nèi)的苗的間隙填充干燥的珍珠巖，在內(nèi)箱體2與外箱體1的間層填充干燥的珍珠巖并在其中均勻填冰袋；4、組裝外層阻熱蓋3，使苗莖干位于阻熱蓋的通孔(出苗孔)中；5、把出苗孔和莖干間的空隙用干燥珍珠巖填實(shí)。實(shí)施例2、裝置的檢測—、實(shí)驗(yàn)步驟1、將3kg珍珠巖在102t:條件下烘干8小時(shí)，然后密封冷卻；冰袋凍好備用；2、將內(nèi)、外箱體、箱內(nèi)襯膜、阻熱蓋、干燥密封后的珍珠巖及32棵實(shí)驗(yàn)用光核桃苗放入25t:光照培養(yǎng)箱中12小時(shí)；3、將內(nèi)箱體放入外箱體中，內(nèi)箱體要居中放置，使四周間層空隙均勻；4、將光核桃苗均勻放入內(nèi)箱體，按下述兩種方式填充隔熱材料5方式l)根系緩慢升溫在內(nèi)箱體16棵苗間隙和所述的間層同時(shí)填充干燥珍珠巖，壓緊，填埋高度和內(nèi)箱體齊平；方式2)控制根系恒溫25t:，在每側(cè)間層均勻填冰袋2個(gè)，共8個(gè)，在冰袋與冰袋間，苗與苗間均填干燥珍珠巖；5、組裝外層阻熱蓋，使苗莖干位于出苗孔中間；6、組裝完畢后，把出苗孔和莖干間的空隙用干燥珍珠巖填實(shí)；7、在阻熱蓋縫隙插入溫度計(jì)，監(jiān)控溫度變化；8、將培養(yǎng)箱溫度設(shè)置為40°C，每2小時(shí)查看溫度，根據(jù)溫度變化更換冰袋，一般為4小時(shí)左右。結(jié)果如表1所示，按方式2)填充控溫裝置，溫度波動(dòng)小于2t:度，根系溫度維持恒定，按方式1)填充控溫裝置，根系溫度呈緩慢升高趨勢，相比方式1)和方式2)，對照即沒有使用根系控溫裝置，根系溫度則在很短時(shí)間內(nèi)升高至環(huán)境溫度4(TC，表明發(fā)明人所發(fā)明的根系控溫裝置能很好的控制根系溫度，達(dá)到試驗(yàn)要求。表1.兩種填充方式的根系溫度<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>注CK是對照，即沒有使用根系控溫裝置。二、實(shí)驗(yàn)中根系控溫裝置應(yīng)用實(shí)例(—)、實(shí)驗(yàn)步驟1、將3kg珍珠巖在102t:條件下烘干8小時(shí)，然后密封冷卻；冰袋凍好備用；2、將內(nèi)、外箱體、箱內(nèi)襯膜、阻熱蓋、干燥密封后的珍珠巖及32棵實(shí)驗(yàn)用光核桃苗放入25t:光照培養(yǎng)箱中12小時(shí)；3、將內(nèi)箱體放入外箱體中，內(nèi)箱體要居中放置，使四周間層空隙均勻；4、將光核桃苗均勻放入內(nèi)箱體，按下述兩種處理填充隔熱材料處理1:根系緩慢升溫(RTI):在內(nèi)箱體16棵苗間隙和所述的間層同時(shí)填充干燥珍珠巖，壓緊，填埋高度和內(nèi)箱體齊平；處理2:控制根系恒溫25°C(RTC)，環(huán)境溫度為37°C時(shí)；每側(cè)間層均勻填冰袋2個(gè)，共8個(gè)；環(huán)境溫度為42t:時(shí)，每側(cè)間層均勻填冰袋3個(gè)，共12個(gè)，冰袋與冰袋間，苗與苗間填充干燥珍珠巖；5、組裝外層阻熱蓋，使苗莖干位于出苗孔中間；6、組裝完畢后，把出苗孔和莖干間的空隙用干燥珍珠巖填實(shí)；7、在阻熱蓋縫隙插入溫度計(jì)，監(jiān)控溫度變化；(二)、測定方法1、根系溫度測定在阻熱蓋的不同方位沿縫隙分別插入3根溫度計(jì)，每2小時(shí)記錄溫度直至試驗(yàn)結(jié)束。2、葉綠素?zé)晒鈪?shù)Handy-PEA(HansatechUK)測定光系統(tǒng)II(PSII)最大光化學(xué)效率(Fv/Fm);選植株中上部68片葉，每株三片，沿葉脈兩側(cè)各兩個(gè)點(diǎn)；暗適應(yīng)30min，測初始熒光(Fo)，強(qiáng)飽和脈沖光(3500iimo1m—2s—2)激發(fā)測定最大熒光(Fm);計(jì)算Fv/Fm二(Fm-Fo)/Fm。(三)實(shí)驗(yàn)結(jié)果1、根系控溫裝置的控溫效果如圖5所示，在環(huán)境溫度為37t:和42t:條件下，處理l(圖中RTI)根系溫度在實(shí)驗(yàn)中呈緩慢升高趨勢，處理2(圖中RTC)，根系溫度基本維持恒定。發(fā)明人所發(fā)明的根系控溫裝置能達(dá)到試驗(yàn)要求2、根系溫度對光合機(jī)構(gòu)熱穩(wěn)定性的影響葉綠素?zé)晒馐欠磻?yīng)光合機(jī)構(gòu)功能的敏感指標(biāo)之一，所以發(fā)明人測定葉綠素?zé)晒鈦矸磻?yīng)光合機(jī)構(gòu)的熱穩(wěn)定性。圖6顯示，37t:環(huán)境高溫條件下根系逐步升溫處理幼苗的Fo值基本平穩(wěn)，而根系控溫處理時(shí)該值略有升高(圖6-A);42t:時(shí)根系控溫處理幼苗的Fo值升高明顯，表明PSII反應(yīng)中心可能發(fā)生失活(圖6-D)。Fm值37t:時(shí)略有下降，處理間差異不顯著，隨溫度升高差異增大(圖6-B、E)。37t:時(shí)根系逐步升溫處理和根系控溫處理的Fv/Fm都呈下降趨勢，但差異較小(圖6-C);42tH亥差異加大，達(dá)到極顯著水平(圖6-F)，說明環(huán)境高溫條件下維持適宜的根系溫度明顯會(huì)加劇Fv/Fm的下降(圖6-C、F)，也暗示根系控溫處理幼苗PSII受到一定程度的損傷。權(quán)利要求一種根系控溫裝置，包括一外箱體，其特征在于所述根系控溫裝置還包括設(shè)置在所述外箱體內(nèi)的無蓋的內(nèi)箱體；所述內(nèi)箱體和外箱體之間的間層設(shè)有隔熱材料；所述內(nèi)箱體的頂端設(shè)有具至少一個(gè)通孔的阻熱蓋，所述阻熱蓋包括至少兩個(gè)從所述通孔處裂開的蓋片，所述阻熱蓋置于所述外箱體中且與所述外箱體的四個(gè)內(nèi)壁相接，所述阻熱蓋上的通孔分布在所述內(nèi)箱體的箱口內(nèi)；所述內(nèi)箱體內(nèi)填充有隔熱材料，所述內(nèi)箱體中的隔熱材料包裹栽培植物用的盆。2.如權(quán)利要求1所述的根系控溫裝置，其特征在于所述阻熱蓋依次由四個(gè)蓋片平鋪組成；四個(gè)蓋片上的相鄰的邊分別均勻開有4個(gè)半圓孔；相鄰兩邊上的8個(gè)半圓孔均組成4個(gè)通孔。3.如權(quán)利要求1或2所述的根系控溫裝置，其特征在于所述外箱體內(nèi)貼有阻止水汽通過的襯膜。4.如權(quán)利要求3所述的根系控溫裝置，其特征在于所述襯膜為PVC防塵無滴膜。5.如權(quán)利要求l-4任一所述的根系控溫裝置，其特征在于所述外箱體內(nèi)的各個(gè)角為弧形。6.如權(quán)利要求1-5中任一所述的根系控溫裝置，其特征在于所述內(nèi)箱體和外箱體之間的間層還設(shè)有降溫袋；所述降溫袋裝有冰。7.如權(quán)利要求l-6中任一所述的根系控溫裝置，其特征在于所述內(nèi)箱體是無底的；所述阻熱蓋的厚度加上所述內(nèi)箱體的高度等于所述外箱體的高度。8.如權(quán)利要求1-7中任一所述的根系控溫裝置，其特征在于所述內(nèi)箱體置于所述外箱體中間。9.如權(quán)利要求1-8中任一所述的根系控溫裝置，其特征在于所述隔熱材料是珍珠巖、蛭石或煤灰。10.如權(quán)利要求1-9中任一所述的根系控溫裝置，其特征在于所述外箱體、內(nèi)箱體和阻熱蓋的材質(zhì)均為泡沫板，密度是15kg/m3。全文摘要本發(fā)明公開了一種根系控溫裝置。本發(fā)明提供的根系控溫裝置，包括一外箱體，還包括設(shè)置在所述外箱體內(nèi)的無蓋的內(nèi)箱體；所述內(nèi)箱體和外箱體之間的間層設(shè)有隔熱材料；所述內(nèi)箱體的頂端設(shè)有具至少一個(gè)通孔的阻熱蓋，所述阻熱蓋包括至少兩個(gè)從所述通孔處裂開的蓋片，所述阻熱蓋置于所述外箱體中且與所述外箱體的四個(gè)內(nèi)壁相接，所述阻熱蓋上的通孔分布在所述內(nèi)箱體的箱口內(nèi)；所述內(nèi)箱體內(nèi)填充有隔熱材料，所述隔熱材料包裹栽培植物用的盆。本根系控制裝置材料易購，簡潔，不受大型溫室、水電設(shè)備控制，與光照培養(yǎng)箱或人工氣候培養(yǎng)室聯(lián)用控溫效果好，能有針對性的對根系高溫對地上部抗逆性影響開展研究。文檔編號A01G7/00GK101785404SQ20101013216公開日2010年7月28日申請日期2010年3月9日優(yōu)先權(quán)日2010年3月9日發(fā)明者唐宇丹,姜闖道,孫凌臣,石雷,郝海平申請人:中國科學(xué)院植物研究所