測試植物和土壤動(dòng)物在污染環(huán)境中相互影響的裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及生態(tài)測試技術(shù)，特別涉及一種測試植物和土壤動(dòng)物在污染環(huán)境中相互影響的裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，越來越多的污染物排放到環(huán)境當(dāng)中，其最終的歸宿便是土壤，過多的污染是土壤的質(zhì)量下降，生態(tài)功能降低。我國目前有近兩成的土壤受到污染，土壤中的污染物嚴(yán)重威脅到植物和土壤動(dòng)物的正常生長，威脅著土壤生態(tài)系統(tǒng)的平衡。研究表明，根系往往是污染物積累量最大的器官，也是受害最嚴(yán)重器官。但是，植物在不斷的進(jìn)化過程當(dāng)中，形成了對(duì)土壤污染等環(huán)境脅迫較強(qiáng)的感知能力特別強(qiáng)的特征，一旦感知到污染物等脅迫的存在，植物根系能夠快速的響應(yīng)，啟動(dòng)一定的適應(yīng)對(duì)策，這些對(duì)策包括根系生理可塑性、根系形態(tài)可塑性、根內(nèi)外的菌根可塑性以及生理可塑性等等，特別是植物在遭受到脅迫的時(shí)候根系會(huì)分泌大量有機(jī)酸，一方面降低土壤污染物的有效性，另一方面減少對(duì)污染物的吸收。此外，研究同時(shí)表明蚯蚓在遭受污染脅迫的時(shí)候，其皮膚也會(huì)產(chǎn)生大量粘液類物質(zhì)，以規(guī)避污染物對(duì)其產(chǎn)生傷害。因此，植物分泌有機(jī)物和蚯蚓分泌粘液等行為，必然會(huì)改變土壤微生態(tài)系統(tǒng)，進(jìn)而對(duì)各自的行為產(chǎn)生影響，但是以往的研究往往是針對(duì)植物或動(dòng)物各自進(jìn)行的研究，缺乏一種統(tǒng)一的方法和裝置進(jìn)行評(píng)估其相互影響的機(jī)制，從而充分揭示植物和土壤動(dòng)物在遭受污染物脅迫時(shí)的相互影響機(jī)制，對(duì)提高土壤污染嚴(yán)重的微生態(tài)系統(tǒng)的反饋的認(rèn)知，具有重要的實(shí)踐基礎(chǔ)和科學(xué)意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:提供一種測試植物和土壤動(dòng)物在污染環(huán)境中相互影響的裝置，進(jìn)一步提供基于上述裝置測試植物和土壤動(dòng)物在污染環(huán)境中相互影響的方法。
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0005]—種測試植物和土壤動(dòng)物在污染環(huán)境中相互影響的裝置，包括殼體、種植室和分隔件，所述殼體包括基底和設(shè)置于基底上的側(cè)壁，所述基底和側(cè)壁使殼體形成具有開口的容腔，所述種植室設(shè)置于所述容腔內(nèi)，所述分隔件為兩個(gè)以上，所述分隔件上設(shè)有通孔，所述通孔中設(shè)有瓊脂層，所述分隔件的一端設(shè)置于所述種植室的室壁上，所述分隔件的另一端設(shè)置于所述側(cè)壁上，兩個(gè)以上的所述分隔件將所述容腔分隔形成兩個(gè)以上的子容腔，兩個(gè)以上的所述子容腔分別與所述種植室連通設(shè)置。
[0006]本發(fā)明還公開一種測試植物和土壤動(dòng)物在污染環(huán)境中相互影響的方法，包括上述的測試植物和土壤動(dòng)物在污染環(huán)境中的相互影響的裝置，并包括以下步驟:于兩個(gè)以上的所述子容腔內(nèi)分別放置不同濃度的污染物，將待測試植物種植于種植室內(nèi)，然后將待測試植物的根系分散并分別伸入兩個(gè)以上的所述子容腔內(nèi)，最后將待測試土壤動(dòng)物放入種植室內(nèi)。
[0007]本發(fā)明的有益效果在于:
[0008]本發(fā)明為測試植物和土壤動(dòng)物在污染環(huán)境中相互影響而設(shè)計(jì)出專門的針對(duì)性高的裝置，并基于上述裝置進(jìn)一步設(shè)計(jì)出測試植物和土壤動(dòng)物在污染環(huán)境中相互影響的方法。測試裝置具有整體結(jié)構(gòu)簡單和緊湊的優(yōu)點(diǎn)，測試方法步驟簡單且操作方便;此外，測試裝置和測試方法同時(shí)具有顯著提高試驗(yàn)重現(xiàn)性和測試靈敏度的優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于污染土壤的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中。
【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明實(shí)施例的測試植物和土壤動(dòng)物在污染環(huán)境中相互影響的裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]標(biāo)號(hào)說明:
[0011]1、殼體;11、基底;12、側(cè)壁;2、種植室;3、分隔件;4、子容腔;5、微根管。
【具體實(shí)施方式】
[0012]為詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、所實(shí)現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實(shí)施方式并配合附圖予以說明。
[0013]本發(fā)明最關(guān)鍵的構(gòu)思在于:通過包括殼體、種植室和分隔件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，為測試植物和土壤動(dòng)物在污染環(huán)境中的相互影響而設(shè)計(jì)出專門的針對(duì)性高的裝置，并進(jìn)一步設(shè)計(jì)其相應(yīng)的測試方法。
[0014]請(qǐng)參照?qǐng)D1，本發(fā)明的一種測試植物和土壤動(dòng)物在污染環(huán)境中相互影響的裝置，包括殼體1、種植室2和分隔件3，所述殼體I包括基底11和設(shè)置于基底上的側(cè)壁12，所述基底11和側(cè)壁12使殼體形成具有開口的容腔，所述種植室2設(shè)置于所述容腔內(nèi)，所述分隔件3為兩個(gè)以上，所述分隔件3上設(shè)有通孔，所述通孔中設(shè)有瓊脂層，所述分隔件3的一端設(shè)置于所述種植室2的室壁上，所述分隔件3的另一端設(shè)置于所述側(cè)壁12上，兩個(gè)以上的所述分隔件3將所述容腔分隔形成兩個(gè)以上的子容腔4，兩個(gè)以上的所述子容腔4分別與所述種植室2連通設(shè)置。
[0015]本發(fā)明還提供一種測試植物和土壤動(dòng)物在污染環(huán)境中相互影響的方法，包括上述的測試植物和土壤動(dòng)物在污染環(huán)境中相互影響的裝置，并包括以下步驟:于兩個(gè)以上的所述子容腔內(nèi)分別放置不同濃度的污染物，將待測試植物種植于種植室內(nèi)，然后將待測試植物的根系分散并分別伸入兩個(gè)以上的所述子容腔內(nèi)，最后將待測試土壤動(dòng)物放入種植室內(nèi)。
[0016]本發(fā)明的機(jī)理為:
[0017]本發(fā)明主要是為了研究土壤動(dòng)物存在條件下，植物根系的對(duì)污染物的回避的形態(tài)響應(yīng)。放置于兩個(gè)以上的子容腔內(nèi)的不同濃度的污染物對(duì)待測試植物根系進(jìn)行脅迫，脅迫一定時(shí)間后(例如-min)，分析土壤溶液中有機(jī)酸含量，植物和蚯蚓體內(nèi)污染物含量和植物蚯蚓生理生化指標(biāo)，建立污染物濃度與植物/ 土壤動(dòng)物的生理機(jī)制的效應(yīng)關(guān)系，從而最終揭示在土壤污染的條件下，土壤動(dòng)物對(duì)植物根系的形態(tài)和生理的影響機(jī)制。
[0018]從上述描述可知，本發(fā)明的有益效果在于:
[0019]本發(fā)明為測試植物和土壤動(dòng)物在污染環(huán)境中相互影響而設(shè)計(jì)出專門的針對(duì)性高的裝置，并基于上述裝置進(jìn)一步設(shè)計(jì)出測試植物和土壤動(dòng)物在污染環(huán)境中的相互影響的方法。測試裝置具有整體結(jié)構(gòu)簡單和緊湊的優(yōu)點(diǎn)，測試方法步驟簡單且操作方便;此外，測試裝置和測試方法同時(shí)具有顯著提高試驗(yàn)重現(xiàn)性和測試靈敏度的優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于污染土壤的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中。
[0020]本發(fā)明的一種測試植物和土壤動(dòng)物在污染環(huán)境中相互影響的裝置中:
[0021]進(jìn)一步的，所述分隔件3為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，所述瓊脂層設(shè)置于網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的所述分隔件3上的網(wǎng)孔中。
[0022]由上述描述可知，分隔件可以是網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，瓊脂層設(shè)置于網(wǎng)孔中，使得根系能生長通過不同的子容腔，而污染物不能發(fā)生迀移。
[0023]進(jìn)一步的，所述分隔件3的材質(zhì)為尼龍。
[0024]由上述描述可知，分隔件的材質(zhì)優(yōu)選為尼龍材質(zhì)，具有強(qiáng)度好和耐侵蝕的優(yōu)點(diǎn)。
[0025]進(jìn)一步的，所述子容腔4的數(shù)目為2-6個(gè)。
[0026]由上述描述可知，子容腔的數(shù)目優(yōu)選為2-6個(gè)，相應(yīng)地在子容腔內(nèi)放置2-6個(gè)不同濃度的污染物。
[0027]進(jìn)一步的，所述殼體I的材質(zhì)為透明材料。
[0028]由上述描述可知，殼體的材質(zhì)優(yōu)選為透明材質(zhì)，如透明玻璃、塑料等等，具有方便觀察的優(yōu)點(diǎn)。
[0029]進(jìn)一步的，還包括微根管5、轉(zhuǎn)換器和數(shù)據(jù)輸出設(shè)備，所述微根管5的一端設(shè)置于子容腔內(nèi)，所述微根管5的另一端設(shè)置于子容腔外，所述微根管5、轉(zhuǎn)換器和數(shù)據(jù)輸出設(shè)備依次連接。
[0030]由上述描述可知，可通過微根管對(duì)待測植物的根系進(jìn)行觀察，并通過轉(zhuǎn)換器和數(shù)據(jù)輸出設(shè)備將觀察結(jié)果傳輸成肉眼可見的形態(tài)，具有操作方便和便于觀察記錄的優(yōu)點(diǎn)。[0031 ]本發(fā)明的一種測試植物和土壤動(dòng)物在污染環(huán)境中相互影響的方法中:
[0032]進(jìn)一步的，將待測試土壤動(dòng)物放入種植室之后，觀察并記錄待測試土壤動(dòng)物在含有不同濃度的污染物的子容腔內(nèi)的分布情況，同時(shí)觀察并記錄待測試植物根系在含有不同濃度的污染物的子容腔內(nèi)的生長情況。
[0033]由上述描述可知，可按照一定時(shí)間間隔，例如每隔-min，觀察并記錄待測試土壤動(dòng)物在含有不同濃度的污染物的子容腔內(nèi)的分布情況，以及待測試植物根系在含有不同濃度的污染物的子容腔內(nèi)的生長情況。具體的分析指標(biāo)可以是:對(duì)不同子容腔中的有機(jī)酸含量的分析，以及對(duì)植物和蚯蚓體內(nèi)污染物含量和植物蚯蚓生理生化指標(biāo)的分析。具有操作簡便、進(jìn)一步提高試驗(yàn)重現(xiàn)性和測試靈敏度的優(yōu)點(diǎn)。
[0034]進(jìn)一步的，通過微根管對(duì)待測試植物根系進(jìn)行觀察，并通過轉(zhuǎn)換器將觀察結(jié)果傳輸至數(shù)據(jù)輸出設(shè)備。
[0035]由上述描述可知，可以設(shè)計(jì)通過微根管對(duì)待測試植物根系進(jìn)行觀察的步驟，并通過轉(zhuǎn)換器將觀察結(jié)果傳輸至數(shù)據(jù)輸出設(shè)備?？梢垣@得可視化的觀察數(shù)據(jù)，方便進(jìn)行觀察和觀察結(jié)構(gòu)的記錄。
[0036]進(jìn)一步的，所述待測試土壤動(dòng)物的數(shù)目為10-20，所述待測試土壤動(dòng)物為蚯蚓。
[0037]由上述描述可知，優(yōu)選的，待測試土壤動(dòng)物可以選擇蚯蚓，其數(shù)目可