一種觀察水稻根系生長分布的裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種觀察水稻根系生長分布的裝置，其特征在于，包括：桶、支撐架、多個網(wǎng)面，支撐架設置在桶內，沿著支撐架的高度方向安裝所述網(wǎng)面。本實用新型的一種觀察水稻根系生長分布的裝置，既可測量水稻生長發(fā)育過程中根系形態(tài)指標，如根鮮重、干重、數(shù)目、長度、體積等，又可方便觀察與測定水稻根系的空間分布，如根層分布比例與根長密度等。整個裝置，設計巧妙，結構簡潔，生產成本低，操作簡便，結果精確可靠，適于大規(guī)模推廣應用。
【專利說明】
一種觀察水稻根系生長分布的裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種觀察植物根系生長分布的裝置，具體涉及一種觀察水稻根系生長分布的裝置，本實用新型屬于農業(yè)取樣設備領域。
【背景技術】
[0002]植物根系具有吸收和輸送養(yǎng)分和水分、合成植物激素和其他有機物質、儲存營養(yǎng)物質以及支撐植物使之固定于土壤中等多方面的作用。它是植物與外界環(huán)境之間進行物質交換的主要器官。根系形態(tài)特征包括根系體積、幾何形狀、長度、分布深度、根密度、分枝狀況、根重、根表面積、根毛數(shù)量和根尖數(shù)等。根系形態(tài)與養(yǎng)分、水分的吸收能力有密切關系。
[0003]但植物根系的研究比地上部分的研究要困難的多。植物根系生長在地下部取樣難度較大，而水稻根系又不同于旱地作物，整個生長過程基本都處于淹水環(huán)境條件下，這就為取樣帶來了更大難度?，F(xiàn)有的水稻根系取樣方法一般有大田生長環(huán)境下工具直接挖掘法、預先埋入根袋法，盆栽條件下的整盆沖洗法、水培條件下直接觀察法，這些方法存在取樣不完整或者不能表現(xiàn)水稻在土壤中的真實生長狀態(tài)，從而難于完整觀察和測量水稻根系的真實形態(tài)結構。
[0004]因此，需要提供一種用于觀察水稻根系生長分布的裝置，其取樣完整，能夠表現(xiàn)水稻在土壤中的真實生長狀態(tài)，從而能夠完整觀察和測量水稻根系的真實形態(tài)結構。
【實用新型內容】
[0005]為了克服上述現(xiàn)有技術中的缺點，本實用新型的一個目的在于提供一種用于觀察水稻根系生長分布的裝置，其取樣完整，能夠表現(xiàn)水稻在土壤中的真實生長狀態(tài)，從而能夠完整觀察和測量水稻根系的真實形態(tài)結構，適于大規(guī)模推廣應用。
[0006]為了實現(xiàn)上述目標，本實用新型采用如下的技術方案:
[0007]—種觀察水稻根系生長分布的裝置，其特征在于，包括:桶、支撐架、多個網(wǎng)面，支撐架設置在桶內，沿著支撐架的高度方向安裝所述網(wǎng)面。
[0008]前述的一種觀察水稻根系生長分布的裝置，其特征在于，所述桶包括桶體和桶底，桶體包括頂側和底側，桶底安裝在桶體的底側，桶體的頂側設置有桶口，所述支撐架設置在通體和桶底所圍成的桶內。
[0009]前述的一種觀察水稻根系生長分布的裝置，其特征在于，所述支撐架包括外框架、固定裝置，外框架包括相對的外側和內側，固定裝置安裝在外框架內側，且固定裝置分布在外框架內側的不同高度;網(wǎng)面安裝在固定裝置上。
[0010]前述的一種觀察水稻根系生長分布的裝置，其特征在于，所述外框架的形狀和筒體相一致。
[0011]前述的一種觀察水稻根系生長分布的裝置，其特征在于，所述桶體底側截面積比頂側小。
[0012]前述的一種觀察水稻根系生長分布的裝置，其特征在于，所述外框架包括若干支撐管，所述固定裝置包括設置在支撐管之間的固定環(huán)，所述固定環(huán)與支撐管固定連接，網(wǎng)面安裝在固定環(huán)上。
[0013]前述的一種觀察水稻根系生長分布的裝置，其特征在于，所述外框架外側和桶體的內壁之間相互接觸。
[0014]前述的一種觀察水稻根系生長分布的裝置，其特征在于，所述外框架外側和桶體的內壁之間具有間隙。
[0015]前述的一種觀察水稻根系生長分布的裝置，其特征在于，桶體呈圓環(huán)形，且桶體底側的直徑比桶體頂側的直徑??；網(wǎng)面呈圓形;距離桶體底部較近的網(wǎng)面面積比距離桶體底部較遠的網(wǎng)面面積小。
[0016]前述的一種觀察水稻根系生長分布的裝置，其特征在于，所述支撐架包括抓握件，所述抓握件設置在外框架上。
[0017]本實用新型的有益之處在于:本實用新型的一種觀察水稻根系生長分布的裝置，既可測量水稻生長發(fā)育過程中根系形態(tài)指標，如根鮮重、干重、數(shù)目、長度、體積等，又可方便觀察與測定水稻根系的空間分布，如根層分布比例與根長密度等。整個裝置，設計巧妙，結構簡潔，生產成本低，操作簡便，結果精確可靠，適于大規(guī)模推廣應用。
【附圖說明】
[0018]圖1是本實用新型一種觀察水稻根系生長分布的裝置的一個優(yōu)選實施的結構示意圖；
[0019]圖2是本實用新型一種觀察水稻根系生長分布的裝置中桶的一個優(yōu)選實施結構示意圖；
[0020]圖3是本實用新型一種觀察水稻根系生長分布的裝置中支撐架的一個優(yōu)選實施結構示意圖；
[0021]圖4是本實用新型一種觀察水稻根系生長分布的裝置中網(wǎng)面的一個優(yōu)選實施結構示意圖。
[0022]圖中附圖標記的含義:
[0023]1、桶，2、支撐架，3、網(wǎng)面，4、桶體，5、桶底，6、頂側，7、底側，8、桶口，9、外框架，10、固定裝置，11、外側，12、內側，13、支撐管，14、固定環(huán)，15、抓握件。
【具體實施方式】
[0024]以下結合附圖和具體實施例對本實用新型作具體的介紹。
[0025]參照圖1所示，本實用新型一種觀察水稻根系生長分布的裝置，包括:桶1、支撐架
2、多個網(wǎng)面3，支撐架2設置在桶I內，沿著支撐架2的高度方向安裝網(wǎng)面3。本實用新型不限定觀察的植物的類型，但是作為優(yōu)選，本實用新型最適用于觀察水稻的根系。觀察水稻根系時，最能夠體現(xiàn)本實用新型的創(chuàng)新點。這是由于水稻整個生長過程基本都處于淹水環(huán)境條件下，取樣難度相比旱地作物更大。因此，本實施例均以水稻為例來闡述本實用新型的實施過程。在觀察其他植物根系時，可以仿照觀察水稻的過程，本實用新型不再贅述。
[0026]本實用新型要解決的技術問題首先是避免取樣不完整，且避免水稻不能表現(xiàn)在土壤中的真實生長狀態(tài)。因此，本實用新型設計了一個桶I，在桶I內設置支撐架2，在支撐架2上安裝網(wǎng)面3，然后在桶I內填充土壤基質。在土壤中放置稻種。桶I的作用就是作為一個容器，實現(xiàn)保土、保水的作用。從稻種在土壤中發(fā)芽、到生長成成熟的水稻的過程中，水稻的根系就固定在桶I內，更進一步地，水稻的根系會伸入支撐架2、不同高度的網(wǎng)面3的網(wǎng)格中，從而被支撐架2、網(wǎng)面3所固定。從而呈現(xiàn)根系在土壤中的完整形態(tài)。在取出觀察時，由于桶I和支撐架2是可分離的，因此可以提起支撐架2，將其從桶I中取出，由于此時土壤包裹中支撐架2和網(wǎng)面3上，根系又是位于土壤中，在提起支撐架2過程中，可以避免使用工具來挖掘土壤等，從而避免了因此造成的取樣不完整。取出后，可測量水稻生長發(fā)育過程中根系形態(tài)指標，如根鮮重、干重、數(shù)目、長度、體積等。此外，由于此時根系已經深入不同高度的網(wǎng)面3，因此又可方便觀察與測定水稻根系的空間分布，如根層分布比例與根長密度等。整個裝置結構簡單，操作方便，結果精確可靠。
[0027]以上描述了本實施方式中最基本的構造，為了更好地達到本實用新型的目的，下面給出了一個更為詳細的實施例，并結合附圖1至附圖4來說明。正如圖1所示，本實用新型一種觀察水稻根系生長分布的裝置，其中的桶I優(yōu)選為圓桶I，因為圓桶I相對其他形狀的桶I，相對材質其容納體積最大。水稻根系在土壤中分布較淺，主要分布于0_25cm土層內，且外觀形態(tài)看上去像一個倒立的“桃子”，這樣的設計可以滿足水稻根系生長的空間需要；另一方面，相對“上下一樣粗細”和“下粗上細”設計，可以節(jié)約桶I用料以及后面提及的裝入的土壤基質用量，因此圓桶I最大程度避免了因為桶I的形狀限制造成根系不能呈現(xiàn)在土壤中的完整形態(tài)。進一步，優(yōu)選支撐架2為不銹鋼架，類似的，優(yōu)選網(wǎng)面3為不銹鋼網(wǎng)面3。這是由于不銹鋼材質具有很好的防銹特性，從而增強支撐架2、網(wǎng)面3使用壽命。
[0028]如圖2，桶I包括桶體4和桶底5，桶體4包括頂側6和底側7，桶底5安裝在桶體4的底側7，桶體4的頂側6設置有桶口8，支撐架2設置在通體和桶底5所圍成的桶I內。支撐架2、基質、種子均從桶口 8填充進入桶I內。
[0029]如圖3，支撐架2包括外框架9、固定裝置1，外框架9包括相對的外側11和內側12，固定裝置10安裝在外框架9內側12，且固定裝置10分布在外框架9內側12的不同高度；網(wǎng)面3安裝在固定裝置10上。外框架9用于構成支撐架2本身的結構，而固定裝置10的作用至少應該用于將網(wǎng)面3固定在外框架9的不同高度。此外，固定裝置10的作用還可以為進一步加強外框架9的強度等。需要指出的是，本實用新型不限制固定裝置10、外框架9具有特別的結構，雖然附圖3給出了示例，但是本領域技術人員仍然可以采用類似功能的結構。比如，固定裝置10可以為與外框架9連接的掛鉤等。
[0030]作為本實用新型的一個重大改進，外框架9的形狀和桶體4相一致。即當桶體4的形狀為圓桶I狀時，外框架9的形狀也如此。且外框架9的形狀、輪廓均與桶體4 一致。這樣設置的理由在于，首先，外框架9在桶體4內位置更加限定。避免因為形狀輪廓不一致，造成支撐架2在取出時，因為形狀輪廓不一致而有土壤斷裂、松動，造成土壤中的根系因此折斷或者位置發(fā)生大的變動。使得取樣不完整，水稻不能表現(xiàn)在土壤中的真實生長狀態(tài)。
[0031 ]作為進一步優(yōu)選，桶體4底側7截面積比頂側6小。因此，從外形上看，桶I應該呈現(xiàn)上粗下細的特點。其作用是，由于外框架9的形狀和桶體4相一致，支撐架2也呈現(xiàn)上粗下細的特點。在支撐架2取出時，不容易卡住，提起方便。避免因為卡住造成取出過程中土壤松動、斷裂等，使得土壤中的根系因此折斷或者位置發(fā)生大的變動。從而使得取樣不完整，水稻不能表現(xiàn)在土壤中的真實生長狀態(tài)。此外，由于上粗下細，相對于上下粗細一致的設計，節(jié)省了材質，減少了土壤基質用量，降低了成本。此外，由于實際生產中桶體4、支撐架2均需要使用好多個，上粗下細的設置，便于在運輸過程中，桶I和桶I可以套設在一起，支撐架2和支撐架2可以套設在一起，方便了運輸。
[0032]本實施例中，當使用圓桶I時，桶I的底側7，其內側12的直徑(可以稱為內地徑)，為26cm，而桶體4頂側6，其內側12直徑(可以稱為內口徑)為36cm。此外，優(yōu)選桶I用高品質聚丙烯塑料制成，這是因為高品質聚丙烯塑料具有較高的耐沖擊性，機械性質強韌，抗多種有機溶劑和酸堿腐蝕。桶I由圓形桶體4和桶底5構成，桶底5密封，完整尺寸為36 cm*26 cm*40cm(即內口徑*內地徑*高)。一般水稻根系在土壤中分布呈倒立的桃形。分布距離土壤表面的深度在0_25cm之間。因此，能夠實現(xiàn)根系完全在外框架9內側12中。
[0033]作為本實用新型的進一步優(yōu)選，外框架9外側11和桶體4的內壁之間相互接觸。這一設置的直觀表現(xiàn)是，如圖1所示，支撐架2的尺寸與桶I一致并能放于其內，因此使得外框架9外側11和內壁之間不再存在間隙。由于不存在間隙，因此在填充土壤基質時，土壤就不會進入支撐架2和桶體4之間，因此水稻的根也就避免了伸入支撐架2和桶體4之間，且在支撐架2提起過程中，避免了支撐架2和桶體4之間的泥土被帶動，造成更多土壤的斷裂、松動，從而避免土壤中的根系因此折斷或者位置發(fā)生大的變動。當然，除了這種優(yōu)選情況，如果需要設置外框架9外側11和桶體4的內壁之間具有間隙。優(yōu)選外框架9直徑和桶體4內壁之間差距在0-5cm之間。從而避免間隙過大。
[0034]如圖1，本實施例桶體4呈圓環(huán)形，且桶體4底側7的直徑比桶體4頂側6的直徑小;支撐架2優(yōu)選具有一個圓狀的外形；網(wǎng)面3呈圓形;距離桶體4底部較近的網(wǎng)面3面積比距離桶體4底部較遠的網(wǎng)面3面積小。同時支撐架2最上一環(huán)配有抓握件15，即抓握件15設置在外框架9上，便于提拉;不銹鋼網(wǎng)面3(優(yōu)選網(wǎng)孔直徑I cm)自桶底5至桶口 8每隔10 cm 土層鋪設于不銹鋼架內。
[0035]本實施例還給出了支撐架2的優(yōu)選方案。如圖3，外框架9包括若干支撐管13，固定裝置10包括設置在支撐管13之間的固定環(huán)14，固定環(huán)14與支撐管13固定連接，網(wǎng)面3安裝在固定環(huán)14上。支撐架2由5個不銹鋼的固定環(huán)14，以及4根不銹鋼的支撐管13焊接而成。固定環(huán)14優(yōu)選為圓環(huán)，固定環(huán)14在支撐管13上等距分布，支撐管13高位40cm，在支撐管13的底端安裝第一個固定環(huán)14，在距離支撐管13底端1cm處再安裝第二個固定環(huán)14，在距離支撐管13底端20cm處再安裝第三個固定環(huán)14，距離支撐管13底端30cm處再安裝第四個固定環(huán)14，在支撐管13的頂端安裝第五個固定環(huán)14。因此相鄰固定環(huán)14相距10cm。這里的固定環(huán)14的作用為將網(wǎng)面3固定在外框架9的不同高度，同時進一步加強外框架9的強度。在支撐架2上設置網(wǎng)面3，然后將支撐架2放置在桶I內，第一個固定環(huán)14與桶底5接觸。第五個固定環(huán)14與桶口 8齊平。因此，網(wǎng)面3分布是從桶底5到桶口 8每隔1cm鋪設。網(wǎng)面3的作用有托住土壤，從而固定根系位置的作用。網(wǎng)面3形狀如圖4所示。此外，優(yōu)選網(wǎng)孔直徑在l-2cm。如果網(wǎng)孔直徑過大，就難以起到支撐土壤的作用，如果網(wǎng)孔過小，就會限制根系生長。進一步，距離桶體4底部較近的網(wǎng)面3面積比距離桶體4底部較遠的網(wǎng)面3面積小。從下到上，網(wǎng)面3規(guī)格分別為25cm、27.5cm、30cm、32.5cm，35cm。這樣設置是配合不銹鋼鋼架的上粗下細的形狀，減小了重量，降低了成本。
[0036]下面給出了使用本實用新型的步驟。
[0037]第一步:裝置的安裝:a.先將底部第一層網(wǎng)面3放置于支撐架2底部的固定環(huán)14上；b.一起放入桶I內；c.裝入土壤基質至10 cm高處，放置第二層網(wǎng)面3，再裝入土壤基質至20 cm高處，放置第三層網(wǎng)面3，繼續(xù)裝入土壤基質至30 cm高處，放置第四層網(wǎng)面3，最后裝入土壤基質至40 cm，即裝滿桶1，至此安裝完畢。
[0038]第二步:種植水稻:a.將3粒稻種播于中央1-2 cm深土層內，稻種間距1_2 cm，覆土澆水;b.待水稻第3張葉片長出時，間苗，保留I棵健壯水稻繼續(xù)生長，直至成熟。
[0039]第三步:觀察測定(可在水稻生長發(fā)育的任何時間進行取樣觀察測定):a.利用兩抓握件15將支撐架2提出桶I ;b.用流水仔細將各層土壤基質沖洗掉，此時支撐架2、網(wǎng)面3以及水稻根系完整呈現(xiàn)，從整體上測量根系在土體分布中的深度和寬度;c.將每層根系用剪刀緊貼網(wǎng)面3剪下，稱重，即為鮮重；d.稱過鮮重的根系用掃描儀(Epson Express1n1680 Scanner, Seiko Epson Corp., Tokyo, Japan)進行圖像掃描，后用WinRHIZO根系分析系統(tǒng)(Regent Instruments Inc., Quebec, Canada)進行分析，測得各層根系的根數(shù)、根長和體積等;e.將根系烘干至恒重，測得各層根系干重;f.根系分布比例=各層根系鮮重或干重之比，根長密度=各層根系根長總和/各層土體體積。
[0040]以上顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特征和優(yōu)點。本行業(yè)的技術人員應該了解，上述實施例不以任何形式限制本實用新型，凡采用等同替換或等效變換的方式所獲得的技術方案，均落在本實用新型的保護范圍內。
【主權項】
1.一種觀察水稻根系生長分布的裝置，其特征在于，包括:桶、支撐架、多個網(wǎng)面，支撐架設置在桶內，沿著支撐架的高度方向安裝所述網(wǎng)面;所述桶包括桶體和桶底，桶體包括頂側和底側，桶底安裝在桶體的底側，桶體的頂側設置有桶口，所述支撐架設置在桶體和桶底所圍成的桶內；所述支撐架包括外框架、固定裝置，外框架包括相對的外側和內側，固定裝置安裝在外框架內側，且固定裝置分布在外框架內側的不同高度;網(wǎng)面安裝在固定裝置上。2.根據(jù)權利要求1所述的一種觀察水稻根系生長分布的裝置，其特征在于，所述外框架的形狀和筒體相一致。3.根據(jù)權利要求2所述的一種觀察水稻根系生長分布的裝置，其特征在于，所述桶體底側截面積比頂側小。4.根據(jù)權利要求3所述的一種觀察水稻根系生長分布的裝置，其特征在于，所述外框架包括若干支撐管，所述固定裝置包括設置在支撐管之間的固定環(huán)，所述固定環(huán)與支撐管固定連接，網(wǎng)面安裝在固定環(huán)上。5.根據(jù)權利要求4所述的一種觀察水稻根系生長分布的裝置，其特征在于，所述外框架外側和桶體的內壁之間相互接觸。6.根據(jù)權利要求5所述的一種觀察水稻根系生長分布的裝置，其特征在于，所述外框架外側和桶體的內壁之間具有間隙。7.根據(jù)權利要求5或6所述的一種觀察水稻根系生長分布的裝置，其特征在于，桶體呈圓環(huán)形，且桶體底側的直徑比桶體頂側的直徑??；網(wǎng)面呈圓形;距離桶體底部較近的網(wǎng)面面積比距離桶體底部較遠的網(wǎng)面面積小。8.根據(jù)權利要求7所述的一種觀察水稻根系生長分布的裝置，其特征在于，所述支撐架包括抓握件，所述抓握件設置在外框架上。
【文檔編號】A01G9/02GK205454803SQ201520990761
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2015年12月3日
【發(fā)明人】張耗, 余超, 劉立軍, 顧駿飛, 王志琴, 楊建昌
【申請人】揚州大學