一種根系損傷模擬裝置的制造方法
【專利摘要】本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N根系損傷模擬裝置，包括依次相鄰排列的五個(gè)腔室，其中，第一個(gè)腔室和第五個(gè)腔室種植有寄主植物，第二個(gè)腔室和第四個(gè)腔室填充壤土，第三個(gè)腔室填充沙土并在寄主植物接種有菌根真菌時(shí)，收集寄主植物的菌絲，其中，第一個(gè)腔室或者第五個(gè)腔室中的寄主植物作傷根處理。本申請(qǐng)能夠進(jìn)行準(zhǔn)確的根系損傷模擬。
【專利說明】
一種根系損傷模擬裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本申請(qǐng)涉及植物培育領(lǐng)域，尤其涉及一種根系損傷模擬裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 煤炭開采形成的地面沉陷、地裂縫（隙）等容易造成地上植物根系受損，進(jìn)而造成 地表植被退化，影響原本脆弱的礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)。根據(jù)植物根系在土壤中的分布與生長(zhǎng)方式， 可以分為上層水平根系和下層垂直根系。上層水平根系的主根和側(cè)根間的夾角較大且主根 多呈水平分布，根端分枝性較強(qiáng)，受地表環(huán)境和土壤理化性狀的影響較大;下層垂直根系的 主根和側(cè)根間的夾角較小且主根多呈垂直分布，根端分枝性較弱，受地表環(huán)境和土壤理化 性狀的影響較小。
[0003] 國(guó)內(nèi)外研究多集中在菌根真菌-植物共生體的生理生態(tài)功能研究上，例如菌根提 高寄主植物自身營(yíng)養(yǎng)水平和促進(jìn)水分吸收上，而對(duì)菌根真菌地下菌絲網(wǎng)絡(luò)和植物根系尤其 是根端分枝強(qiáng)烈的側(cè)根系之間的協(xié)同作用研究較少，另外，由于煤炭開采破壞地表土層和 地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)，造成地表變形、塌陷，裂縫大量發(fā)育，并且植物根系暗箱性的特征使得難以 直接觀測(cè)沉陷對(duì)植物根系造成的影響，因此，在對(duì)根據(jù)損傷模擬的過程中，無法準(zhǔn)確地還原 根系損傷的實(shí)際情況，使得模擬結(jié)果與實(shí)際偏差較大，進(jìn)而無法準(zhǔn)確分析菌根真菌在緩解 植物根系損傷中的作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 有鑒于此，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N根系損傷模擬裝置，能夠進(jìn)行準(zhǔn)確的根系損傷模擬。
[0005] 具體地，本申請(qǐng)是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0006] 提供一種根系損傷模擬裝置，包括依次相鄰排列的五個(gè)腔室，其中，第一個(gè)腔室和 第五個(gè)腔室種植有寄主植物，第二個(gè)腔室和第四個(gè)腔室填充壤土，第三個(gè)腔室填充沙土并 在所述寄主植物接種有菌根真菌時(shí)，收集所述寄主植物的菌絲，其中，所述第一個(gè)腔室或者 所述第五個(gè)腔室中的寄主植物作傷根處理。
[0007] 本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N根系損傷模擬裝置，該裝置包括：依次相鄰排列的五個(gè)腔室，其 中，第一個(gè)腔室和第五個(gè)腔室種植有寄主植物，第二個(gè)腔室和第四個(gè)腔室填充壤土，第三個(gè) 腔室填充沙土并收集接種有菌根真菌的所述寄主植物的菌絲，其中，所述第一個(gè)腔室或者 所述第五個(gè)腔室中的寄主植物作傷根處理，采用上述裝置，能夠進(jìn)行準(zhǔn)確的根系損傷模擬， 將模擬過程中的菌根-植物共生體的活體菌絲收集起來，進(jìn)行生化測(cè)試，同時(shí)可以進(jìn)行植物 本身生化測(cè)試，分析菌根生理生態(tài)作用。
【附圖說明】
[0008] 圖1是本申請(qǐng)一示例性實(shí)施例示出的一種根系損傷模擬裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0009] 圖2a是本申請(qǐng)一示例性實(shí)施例示出的一種根系損傷模擬裝置的傷根示意圖；
[0010]圖2b是本申請(qǐng)另一示例性實(shí)施例示出的一種根系損傷模擬裝置的傷根示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011] 這里將詳細(xì)地對(duì)示例性實(shí)施例進(jìn)行說明，其示例表示在附圖中。下面的描述涉及 附圖時(shí)，除非另有表示，不同附圖中的相同數(shù)字表示相同或相似的要素。以下示例性實(shí)施例 中所描述的實(shí)施方式并不代表與本申請(qǐng)相一致的所有實(shí)施方式。相反，它們僅是與如所附 權(quán)利要求書中所詳述的、本申請(qǐng)的一些方面相一致的裝置和方法的例子。
[0012] 在本申請(qǐng)使用的術(shù)語是僅僅出于描述特定實(shí)施例的目的，而非旨在限制本申請(qǐng)。 在本申請(qǐng)和所附權(quán)利要求書中所使用的單數(shù)形式的"一種"、"所述"和"該"也旨在包括多數(shù) 形式，除非上下文清楚地表示其他含義。還應(yīng)當(dāng)理解，本文中使用的術(shù)語"和/或"是指并包 含一個(gè)或多個(gè)相關(guān)聯(lián)的列出項(xiàng)目的任何或所有可能組合。
[0013] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種根系損傷模擬裝置，如圖1所示，該裝置包括:依次 相鄰排列的五個(gè)腔室，其中，第一個(gè)腔室101和第五個(gè)腔室105種植有寄主植物，第二個(gè)腔室 102和第四個(gè)腔室104填充壤土，第三個(gè)腔室103填充沙土并在該寄主植物接種有菌根真菌 時(shí)，收集該寄主植物的菌絲，其中，該第一個(gè)腔室101或者該第五個(gè)腔室105中的寄主植物作 傷根處理。
[0014] 其中，該寄主植物可以是紫花苜蓿，在本實(shí)施例一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，試驗(yàn)裝置 可以用有機(jī)玻璃制成，其中第一個(gè)腔室和第五個(gè)腔室為主根室，裝填沙土，種植紫花苜蓿， 以便于進(jìn)行傷根處理;第二個(gè)腔室和第四個(gè)腔室為緩沖室，裝填壤土，不種植植物，以保證 紫花苜蓿營(yíng)養(yǎng)的供給;第三個(gè)腔室為菌絲室，裝填粒徑1mm的石英砂，不種植植物。第一個(gè)腔 室至第五個(gè)腔室之間采用孔徑為30微米的尼龍網(wǎng)隔開，如圖中A-D所示，該裝置的長(zhǎng)為14厘 米、寬為10厘米、高為10厘米，其中主根室、緩沖室和菌絲室長(zhǎng)分別為3cm、2cm和4cm，菌絲可 以穿過第二個(gè)腔室和第四個(gè)腔室進(jìn)入中間的菌絲室，而根系無法穿過尼龍網(wǎng)A和D進(jìn)入第二 個(gè)腔室和第四個(gè)腔室。圖1中的實(shí)線表示根系，虛線表示菌絲。
[0015]在模擬過程中，保持土壤含水量在土壤最大飽和持水量的60%~80%，用黑色遮 光板蓋住第二個(gè)至第四個(gè)腔室，防止水分過度蒸發(fā)影響第三個(gè)腔室內(nèi)菌絲的收集，另外，為 了讓菌絲向第三個(gè)腔室延伸生長(zhǎng)，分別向第二個(gè)腔室和第四個(gè)腔室室內(nèi)澆入水。
[0016] 在本實(shí)施例中，該過程可以設(shè)計(jì)成對(duì)照的方式，分別設(shè)計(jì)以下四種實(shí)驗(yàn):第一個(gè)腔 室和第五個(gè)腔室的寄主植物均接種該菌根真菌;第一個(gè)腔室的寄主植物接種該菌根真菌， 該第五個(gè)腔室不接種該菌根真菌:第一個(gè)腔室的寄主植物不接種該菌根真菌，該第五個(gè)腔 室接種該菌根真菌;該第一個(gè)腔室和該第五個(gè)腔室的寄主植物均不接種該菌根真菌，在一 種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，可以將第五個(gè)腔室中的寄主植物進(jìn)行傷根處理，第一個(gè)腔室中的寄 主植物保持不擾動(dòng)的狀態(tài)，設(shè)計(jì)時(shí)可以將第五個(gè)可以將第五個(gè)腔室設(shè)計(jì)成U型管鑲嵌的模 式(如圖2a中加粗的黑框所示），從而在傷根時(shí)，只需要將U型管拉出即可方便的把需要剪切 的植物根系連同基質(zhì)一起去掉（如圖2b所示），植物生長(zhǎng)45天后進(jìn)行傷根，分別去掉根系總 體積的〇(即不去掉根系）、1/3和1/2,傷根后植物繼續(xù)生長(zhǎng)45天后收獲，試驗(yàn)中每個(gè)根室播 種約50粒，出苗后每個(gè)根室定苗10株。
[0017] 收獲后，本實(shí)施例可以研究接菌對(duì)紫花苜蓿生物量的影響，具體地，測(cè)定0,1/2和 1/3傷根處理的四種試驗(yàn)設(shè)計(jì)地上和地下干重影響，在0處理中，雙側(cè)接菌地下干重和單側(cè) 接菌和對(duì)照處理達(dá)到顯著性差異，但地上干重差別不大；1/3處理中，雙側(cè)接菌地下干重和 地上干重均與單側(cè)接菌和對(duì)照處理達(dá)到顯著性差異；1/2處理僅地上干重與單側(cè)接菌和對(duì) 照達(dá)到顯著性差異，因此可知，經(jīng)過45天生長(zhǎng)后，較小程度的傷根（1/3)能夠緩解植物生物 量的損失，而較大程度的傷根(1/2)對(duì)植物地下生物量的回復(fù)效果不明顯。
[0018] 需要說明的是，分別在播種時(shí)和傷根后在第一個(gè)腔室和第五個(gè)腔室室內(nèi)施入氮 肥、磷肥和鉀肥，其施入形式和濃度分別為:N-100ppm(NH43)、P-15mg/kg(KH 24)及K-150mg/ kg(KN03)。收獲時(shí)，用湯匙將菌絲室內(nèi)的真菌連同石英砂轉(zhuǎn)移到孔徑為380微米的篩上，用 蒸餾水小心沖洗，通過孔徑為30微米的篩回收菌體。
[0019] 本實(shí)施例還可以研究不同傷根處理對(duì)紫花苜蓿和菌根礦質(zhì)元素濃度的影響，如下 表1-表3所不：
[0020] 表1接菌對(duì)紫花苜蓿和菌絲體內(nèi)礦質(zhì)元素濃度的影響(0傷根）
[0021]
[0023]表2接菌對(duì)紫花苜蓿和菌絲體內(nèi)礦質(zhì)元素濃度的影響（1/2傷根）
[0024]
[0025] 表3接菌對(duì)紫花苜蓿和菌絲體內(nèi)礦質(zhì)元素濃度的影響（1/3傷根）
[0026]
[0028]其中，表中的+M表示紫花苜蓿接種菌根真菌，CK表示紫花苜蓿沒有接種菌根真菌， +M | +M表示第一個(gè)腔體和第五個(gè)腔體中的紫花苜蓿都接種菌根真菌，CK | +M表示第一個(gè)腔體 中的紫花苜蓿沒有接種菌根真菌，第五個(gè)腔體中的紫花苜蓿接種菌根真菌，+MI CK表示第一 個(gè)腔體中的紫花苜蓿接種菌根真菌，第五個(gè)腔體中的紫花苜蓿沒有接種菌根真菌，CK|CK表 示第一個(gè)腔體和第五個(gè)腔體中的紫花苜蓿都沒有接種菌根真菌。
[0029] 由上表1-表3可知，不同處理紫花苜蓿地上部分、根系和菌絲體的礦質(zhì)元素濃度。 菌絲體濃度為4個(gè)重復(fù)混合后的濃度，不同試驗(yàn)設(shè)計(jì)中，F(xiàn)e和Μη元素濃度在植物地上和地下 部分，以及菌絲體中含量表現(xiàn)為雙側(cè)接菌紫花苜蓿高于單側(cè)接菌和對(duì)照的規(guī)律;不同傷根 處理中，0傷根元素濃度高于1/2和1/3傷根處理。礦質(zhì)元素在菌絲體和植物根系之間的交流 會(huì)影響到寄主植物根系的吸收作用，苜蓿根系可能會(huì)從菌絲體內(nèi)吸收礦質(zhì)元素來彌補(bǔ)根系 功能受損所帶來的礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)虧空。
[0030] 采用上述裝置，能夠進(jìn)行準(zhǔn)確的根系損傷模擬，將模擬過程中的菌根-植物共生體 的活體菌絲收集起來，進(jìn)行生化測(cè)試，同時(shí)可以進(jìn)行植物本身生化測(cè)試，分析菌根生理生態(tài) 作用。
[0031] 以上所述僅為本申請(qǐng)的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本申請(qǐng)，凡在本申請(qǐng)的精 神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本申請(qǐng)保護(hù)的范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種根系損傷模擬裝置，其特征在于，包括:依次相鄰排列的五個(gè)腔室，其中，第一個(gè) 腔室和第五個(gè)腔室種植有寄主植物，第二個(gè)腔室和第四個(gè)腔室填充壤土，第三個(gè)腔室填充 沙土并在所述寄主植物接種有菌根真菌時(shí)，收集所述寄主植物的菌絲，其中，所述第一個(gè)腔 室或者所述第五個(gè)腔室中的寄主植物作傷根處理。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，第一個(gè)腔室和第五個(gè)腔室的寄主植物均接 種所述菌根真菌。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，第一個(gè)腔室的寄主植物接種所述菌根真 菌，所述第五個(gè)腔室不接種所述菌根真菌。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，第一個(gè)腔室的寄主植物不接種所述菌根真 菌，所述第五個(gè)腔室接種所述菌根真菌。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述第一個(gè)腔室和所述第五個(gè)腔室的寄主 植物均不接種所述菌根真菌。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述五個(gè)腔室的相接處設(shè)置有尼龍網(wǎng)。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述尼龍網(wǎng)的孔徑為30微米。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述根系損傷模擬裝置的長(zhǎng)為14厘米、寬 為10厘米、高為10厘米。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述第一個(gè)腔室和第五個(gè)腔室的長(zhǎng)為3厘 米;所述第二個(gè)腔室和第四個(gè)腔室的長(zhǎng)為2厘米;所述第三個(gè)腔室的長(zhǎng)為4厘米。10. 根據(jù)權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述寄主植物為紫花苜蓿。
【文檔編號(hào)】A01G9/02GK106034801SQ201610534318
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年6月29日
【發(fā)明人】岳輝, 劉 英
【申請(qǐng)人】西安科技大學(xué)