專(zhuān)利名稱：植物根系缺氧脅迫的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種模擬植物澇害的方法，特別涉及一種植物根系缺氧脅迫的方法。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，研究植物澇害處理方法上有溶氧調(diào)節(jié)儀、雙套盆法和淹水沒(méi)過(guò)地面。第一種方法只能將水培液中的溶解氧控制在特定的濃度范圍之內(nèi)，而不能將水培液中的溶解氧控制在一個(gè)穩(wěn)定的數(shù)值點(diǎn)；第二種和第三種方式雖然很好的模擬了澇害的狀態(tài)， 但是限于目前土壤中溶解氧測(cè)量技術(shù)的發(fā)展水平，很難時(shí)刻監(jiān)測(cè)出植物根系周?chē)芙庋鹾俊?br>
發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種既能很好的模擬植物澇害的狀態(tài)，又能時(shí)刻監(jiān)測(cè)植物根系周?chē)芙庋醯暮?，還可以將空氣與植株根系周?chē)嘁旱难醺艚^，使植物根系周?chē)芙庋鹾侩S著植物體自身代謝而逐漸降低的植物根系缺氧脅迫的方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的一種植物根系缺氧脅迫的方法，其特征在于，包括如下步驟(a)將植物根系置于容器內(nèi)的水培液中；(b)在所述水培液的液面上覆蓋植物油油封層。上述植物根系缺氧脅迫的方法，在步驟(b)之后，還包括步驟(c)監(jiān)測(cè)植物根系周?chē)芙庋醯暮坎⒄{(diào)節(jié)所述水培液中溶解氧的濃度。上述植物根系缺氧脅迫的方法，所述植物油油封層厚度為0. 2 5厘米。上述植物根系缺氧脅迫的方法，植物根系全部淹沒(méi)在所述水培液中。上述植物根系缺氧脅迫的方法，自植物根系向上0. 5 5厘米的植物的莖浸沒(méi)在所述水培液中。上述植物根系缺氧脅迫的方法，利用溶解氧測(cè)量?jī)x監(jiān)測(cè)植物根系周?chē)芙庋醯暮坎⑶依谜{(diào)氧器向所述水培液中供給氧氣，以調(diào)節(jié)所述水培液中溶解氧的濃度。上述植物根系缺氧脅迫的方法，包括如下步驟(a)將水培液置于容器中，然后將植物根系置于容器內(nèi)的水培液中，再將溶解氧測(cè)量?jī)x的溶解氧測(cè)量部和調(diào)氧器放置于容器中，導(dǎo)氣管的兩端分別與加氧泵和調(diào)氧器連接， 并且導(dǎo)氣管與調(diào)氧器的氣體分散管流體導(dǎo)通，利用加氧泵可以控制向水培液中加氧的速率，并將定時(shí)器與加氧泵連接，利用定時(shí)器可以控制向水培液中加氧的時(shí)間，水培液的液面沒(méi)過(guò)調(diào)氧器的氣體分散管的出氣口以便自氣體分散管的出口出來(lái)的氣體能夠順利分散到水培液中，從而可以通過(guò)氣體分散管向水培液中供給氧氣；(b)在水培液的液面上覆蓋植物油油封層；(C)利用溶解氧測(cè)量?jī)x監(jiān)測(cè)植物根系周?chē)芙庋醯暮浚焕谜{(diào)氧器調(diào)節(jié)所述水培液中溶解氧的濃度當(dāng)水培液中需要補(bǔ)充溶解氧的時(shí)候，將加氧泵、定時(shí)器和開(kāi)關(guān)打開(kāi)， 通過(guò)導(dǎo)氣管和氣體分散管進(jìn)入水培液的氧氣能夠順利分散在水培液中；當(dāng)需要停止向水培液中補(bǔ)充溶解氧的時(shí)候，將加氧泵、定時(shí)器和開(kāi)關(guān)關(guān)閉。本發(fā)明的有益效果是(1)經(jīng)反復(fù)實(shí)驗(yàn)表明植物油油封層不僅能夠隔絕空氣，而且對(duì)植物體本身不產(chǎn)生影響；用本發(fā)明的植物根系缺氧脅迫的方法不會(huì)產(chǎn)生污染物影響植株生長(zhǎng)；且操作簡(jiǎn)便易行，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。(2)既能很好的模擬植物澇害的狀態(tài)，又能時(shí)刻監(jiān)測(cè)植物根系周?chē)芙庋醯暮?，還可以將空氣與植株根系周?chē)嘁旱难醺艚^，使植物根系周?chē)芙庋鹾侩S著植物體自身代謝而逐漸降低。( 利用本發(fā)明的植物根系缺氧脅迫的方法可以模擬植物澇害，能夠方便地模擬植物從正常條件到低氧脅迫再到缺氧脅迫的整個(gè)過(guò)程。⑷能使水培液中的溶解氧最低保持在0. 5毫克每升，并且非常穩(wěn)定；效期最高達(dá)12 天以上，可以研究在極限值情況下的關(guān)于植物澇害的一系列研究。


圖1為本發(fā)明的植物根系缺氧脅迫的方法在實(shí)際應(yīng)用中的示意圖。圖中1-加氧泵，2-電源，3-定時(shí)器，4-溶解氧測(cè)量?jī)x，41-溶解氧測(cè)量部，5_容器，6-調(diào)氧器，61-氣體分散管，7-植物油油封層，8-植物，9-水培液，10-導(dǎo)氣管，101-開(kāi)關(guān)。
具體實(shí)施例方式結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明本實(shí)施例植物根系缺氧脅迫的方法，包括如下步驟(a)將水培液9置于容器5中，然后將植物根系置于容器5內(nèi)的水培液9中，再將溶解氧測(cè)量?jī)x4的溶解氧測(cè)量部41和調(diào)氧器6放置于容器5中，導(dǎo)氣管10的兩端分別與加氧泵1和調(diào)氧器6連接，并且導(dǎo)氣管10與調(diào)氧器6的氣體分散管61流體導(dǎo)通，利用加氧泵1可以控制向水培液9中加氧的速率，并將定時(shí)器3與加氧泵1連接，利用定時(shí)器3可以控制向水培液9中加氧的時(shí)間，水培液9的液面沒(méi)過(guò)調(diào)氧器6的氣體分散管61的出氣口以便自氣體分散管61的出口出來(lái)的氣體能夠順利分散到水培液9中，從而可以通過(guò)氣體分散管61向水培液9中供給氧氣；需要說(shuō)明的是所述水培液9的深度是根據(jù)植株大小和植株數(shù)量來(lái)設(shè)定，以能淹沒(méi)植株根系，不能淹沒(méi)植株的葉，沒(méi)過(guò)根系5厘米以內(nèi)為宜；實(shí)驗(yàn)用的植物8在所述容器5均勻分布；(b)在所述水培液9的液面上覆蓋植物油油封層7 ；(c)使溶解氧測(cè)量?jī)x4的溶解氧測(cè)量部41位于所述水培液9中，以便利用溶解氧測(cè)量?jī)x4監(jiān)測(cè)植物根系周?chē)芙庋醯暮?；利用調(diào)氧器6調(diào)節(jié)所述水培液9中溶解氧的濃度；所述氣體分散管61為兩個(gè)或兩個(gè)以上，并且所述氣體分散管61的內(nèi)徑小于所述導(dǎo)氣管 10的內(nèi)徑；這樣使得能夠通過(guò)所述導(dǎo)氣管10向所述水培液9中供給大量氧氣并經(jīng)過(guò)所述氣體分散管61分散之后能夠有效地溶解在所述水培液9中。所述定時(shí)器3可根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要設(shè)定通氣時(shí)間；所述加氧泵1可根據(jù)時(shí)間需要設(shè)定通氣的檔位調(diào)節(jié)通氧速度；在所述導(dǎo)氣管10上安裝有開(kāi)關(guān)101以便控制所述導(dǎo)氣管10中氣體的通斷。電源2分別向所述加氧泵1和所述定時(shí)器3供電。
當(dāng)所述水培液9中需要補(bǔ)充溶解氧的時(shí)候，將加氧泵1、定時(shí)器3和開(kāi)關(guān)101打開(kāi)， 通過(guò)所述導(dǎo)氣管10和所述氣體分散管61進(jìn)入所述水培液9的氧氣能夠順利分散在所述水培液9中；當(dāng)需要停止向所述水培液9中補(bǔ)充溶解氧的時(shí)候，將所述加氧泵1、所述定時(shí)器3 和所述開(kāi)關(guān)101關(guān)閉。利用所述加氧泵1可以控制向所述水培液9中加氧的速率，從而可以控制所述水培液9中溶解氧的濃度；利用所述定時(shí)器3可以控制向所述水培液9中加氧的時(shí)間，從而可以滿足各種實(shí)驗(yàn)的需要；利用所述溶解氧測(cè)量?jī)x4可時(shí)刻監(jiān)測(cè)所述水培液9 中的溶解氧，溶解氧變化曲線中最低點(diǎn)為溶解氧濃度的最低的臨界值。本實(shí)施例中所述調(diào)氧器6可以利用現(xiàn)有技術(shù)中公知的調(diào)氧設(shè)備，也可以使用自制的調(diào)氧設(shè)備。本發(fā)明提供如下調(diào)氧設(shè)備其包括底座、兩端具有開(kāi)口的圓筒形分隔腔體、氣體分散管61和用于封閉圓筒形分隔腔體一端開(kāi)口的塞子；氣體分散管61設(shè)置在底座上，圓筒形分隔腔體遠(yuǎn)離塞子的一端可拆卸地安裝在底座上并且圓筒形分隔腔體的空腔內(nèi)的水培液9與圓筒形分隔腔體外的水培液9相互導(dǎo)通以使得圓筒形分隔腔體的空腔內(nèi)液面與圓筒形分隔腔體外液面在同一水平面上(圓筒形分隔腔體的上部邊沿伸出植物油油封層7的液面，從而實(shí)現(xiàn)圓筒形分隔腔體的水培液9的液面上沒(méi)有植物油油封層7)，從而使得調(diào)氧器6供給的氧氣能夠從圓筒形分隔腔體的空腔內(nèi)的水培液9中進(jìn)入到圓筒形分隔腔體外的水培液9，氣體分散管61位于圓筒形分隔腔體的空腔內(nèi)，并且氣體分散管61的進(jìn)氣端與導(dǎo)氣管10流體導(dǎo)通。在底座上可以設(shè)置三個(gè)支柱，以便將圓筒形分隔腔體卡在三個(gè)所述支柱之間(可以通過(guò)圓筒形分隔腔體下部邊沿與底座之間的間隙或者圓筒形分隔腔體上的流動(dòng)孔實(shí)現(xiàn)圓筒形分隔腔體內(nèi)外水培液9的導(dǎo)通)；三個(gè)支柱可以做成實(shí)心，使其更加結(jié)實(shí)耐用。氣體分散管61為兩個(gè)或兩個(gè)以上，并且氣體分散管61的內(nèi)徑小于導(dǎo)氣管10的內(nèi)徑； 這樣使得能夠通過(guò)導(dǎo)氣管10向水培液9中供給大量氧氣并經(jīng)過(guò)氣體分散管61分散之后能夠有效地溶解在水培液中。塞子與圓筒形分隔腔體的接觸面上涂有凡士林層，以便使得調(diào)氧器6在使用過(guò)程中能夠有效地防止植物油油封層7中的植物油通過(guò)塞子與圓筒形分隔腔體之間的間隙進(jìn)入圓筒形分隔腔體的空腔內(nèi)，從而可以消除在向水培液10中供給氧氣的時(shí)候由于圓筒形分隔腔體的空腔內(nèi)的液面上有植物油而影響氧氣泡的破裂。當(dāng)水培液9中需要補(bǔ)充溶解氧的時(shí)候，將圓筒形分隔腔體上的塞子以及開(kāi)關(guān)101 打開(kāi)，此時(shí)由于圓筒形分隔腔體內(nèi)的水培液9表面上沒(méi)有植物油油封層7，通過(guò)氣體分散管 61進(jìn)入水培液9的氧氣能夠順利分散在水培液9中(解決了由于水培液9的液面上具有植物油油封層7時(shí)，氣泡浮在水培液9與植物油油封層7之間難以破裂的技術(shù)難題)；當(dāng)需要停止向水培液9中補(bǔ)充溶解氧的時(shí)候，將開(kāi)關(guān)101關(guān)閉，用塞子將圓筒形分隔腔體的上端塞緊，并將圓筒形分隔腔體從底座上取下放置于水培液9中(塞子可以防止此過(guò)程中植物油進(jìn)入圓筒形分隔腔體內(nèi))，應(yīng)始終保持圓筒形分隔腔體的下端處于水培液9中，以避免圓筒形分隔腔體內(nèi)進(jìn)入植物油而影響向水培液9中補(bǔ)充氧氣。在本實(shí)施例中，所述植物油油封層7厚度為0. 2 5厘米之間的任意數(shù)值；均可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明創(chuàng)造的發(fā)明目的；優(yōu)選所述植物油油封層7厚度為0. 3 1厘米。如果所述植物油油封層7厚度太小，油封效果相對(duì)比較差，在使用過(guò)程中(尤其是取苗的時(shí)候)會(huì)有外界空氣與所述水培液9接觸。如果所述植物油油封層7厚度太大，將會(huì)有較長(zhǎng)的植物莖浸沒(méi)在植物油中，會(huì)對(duì)植物體的正常生長(zhǎng)有一定的影響。本實(shí)施例中植物根系全部淹沒(méi)在所述水培液9中；自植物根系向上有0. 5 5厘米的植物8的莖浸沒(méi)在所述水培液9中(即植物根系全部淹沒(méi)在所述水培液9中，并且自植物根系向上有0. 5 5厘米的植物8的莖浸沒(méi)在所述水培液9中)，這樣可以使得所述水培液9能夠淹沒(méi)植物根系上方的一段植物莖，避免由于所述植物油油封層7的晃動(dòng)而使植物油與植物根系接觸。本實(shí)施例植物根系缺氧脅迫的方法具有如下優(yōu)點(diǎn)(1)植物油油封層7不僅能夠隔絕空氣，而且對(duì)植物體本身不產(chǎn)生影響；用本發(fā)明的植物根系缺氧脅迫的方法不會(huì)產(chǎn)生污染物影響植株生長(zhǎng)；且操作簡(jiǎn)便易行，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。(2)既能很好的模擬植物澇害的狀態(tài)， 又能時(shí)刻監(jiān)測(cè)植物根系周?chē)芙庋醯暮?，還可以將空氣與植株根系周?chē)嘁旱难醺艚^，使植物根系周?chē)芙庋鹾侩S著植物體自身代謝而逐漸降低。(3)利用本發(fā)明的植物根系缺氧脅迫的方法可以模擬植物澇害，能夠方便地模擬植物從正常條件到低氧脅迫再到缺氧脅迫的整個(gè)過(guò)程。(4)本實(shí)施例的方法可方便模擬植物從正常條件到低氧脅迫再到缺氧脅迫的整個(gè)過(guò)程；既不會(huì)造成水培液污染，也不會(huì)影響植物生長(zhǎng)。能使水培液中的溶解氧最低保持在0. 5毫克每升，并且非常穩(wěn)定；效期最高達(dá)12天以上，可以研究在極限值情況下的關(guān)于植物澇害的一系列研究。植株所處的外界環(huán)境可根據(jù)需要自行調(diào)控(比如光照強(qiáng)度、 濕度、溫度、光照時(shí)長(zhǎng)等)。植株所處外界環(huán)境會(huì)影響水培液中的溶解氧，但是，其溶解氧的變化規(guī)律大致相同，均能使其降到臨界值(0. 5毫克每升)。本實(shí)施例中的方法使用的所述容器5可以根據(jù)需要選擇玻璃的或鐵制的。另外， 所述植物油油封層7為豆油油封層，也可以為其它植物油。
權(quán)利要求
1.植物根系缺氧脅迫的方法，其特征在于，包括如下步驟(a)將植物根系置于容器(5)內(nèi)的水培液(9)中；(b)在所述水培液(9)的液面上覆蓋植物油油封層(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的植物根系缺氧脅迫的方法，其特征在于，在步驟(b)之后，還包括步驟(c)監(jiān)測(cè)植物根系周?chē)芙庋醯暮坎⒄{(diào)節(jié)所述水培液(9)中溶解氧的濃度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的植物根系缺氧脅迫的方法，其特征在于，所述植物油油封層 (7)厚度為0. 2 5厘米。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的植物根系缺氧脅迫的方法，其特征在于，植物根系全部淹沒(méi)在所述水培液(9)中。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的植物根系缺氧脅迫的方法，其特征在于，自植物根系向上 0. 5 5厘米的植物(8)的莖浸沒(méi)在所述水培液(9)中。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的植物根系缺氧脅迫的方法，其特征在于，利用溶解氧測(cè)量?jī)x (4)監(jiān)測(cè)植物根系周?chē)芙庋醯暮坎⑶依谜{(diào)氧器(6)向所述水培液(9)中供給氧氣，以調(diào)節(jié)所述水培液(9)中溶解氧的濃度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的植物根系缺氧脅迫的方法，其特征在于，包括如下步驟(a)將水培液(9)置于容器(5)中，然后將植物根系置于容器(5)內(nèi)的水培液(9)中， 再將溶解氧測(cè)量?jī)x(4)的溶解氧測(cè)量部Gl)和調(diào)氧器(6)放置于容器( 中，導(dǎo)氣管(10) 的兩端分別與加氧泵(1)和調(diào)氧器(6)連接，并且導(dǎo)氣管(10)與調(diào)氧器(6)的氣體分散管 (61)流體導(dǎo)通，利用加氧泵(1)可以控制向水培液(9)中加氧的速率，并將定時(shí)器(3)與加氧泵⑴連接，利用定時(shí)器⑶可以控制向水培液(9)中加氧的時(shí)間，水培液(9)的液面沒(méi)過(guò)調(diào)氧器(6)的氣體分散管(61)的出氣口以便自氣體分散管(61)的出氣口出來(lái)的氣體能夠順利分散到水培液(9)中，從而可以通過(guò)氣體分散管(61))向水培液(9)中供給氧氣；(b)在水培液(9)的液面上覆蓋植物油油封層(7)；(c)利用溶解氧測(cè)量?jī)x(4)監(jiān)測(cè)植物根系周?chē)芙庋醯暮?；利用調(diào)氧器(6)調(diào)節(jié)所述水培液(9)中溶解氧的濃度當(dāng)水培液(9)中需要補(bǔ)充溶解氧的時(shí)候，將加氧泵(1)、定時(shí)器⑶和開(kāi)關(guān)(101))打開(kāi)，通過(guò)導(dǎo)氣管(10)和氣體分散管(61))進(jìn)入水培液(9)的氧氣能夠順利分散在水培液(9)中；當(dāng)需要停止向水培液(9)中補(bǔ)充溶解氧的時(shí)候，將加氧泵 (1)、定時(shí)器(3)和開(kāi)關(guān)(101)關(guān)閉。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種植物根系缺氧脅迫的方法，所述方法包括如下步驟(a)將植物根系置于容器內(nèi)的水培液中；(b)在所述水培液的液面上覆蓋植物油油封層。本發(fā)明的植物根系缺氧脅迫的方法可以將空氣與植株根系周?chē)嘁旱难醺艚^，使根系周?chē)芙庋鹾侩S著植物體自身代謝而逐漸降低；既能很好的模擬植物澇害的狀態(tài)，又能時(shí)刻監(jiān)測(cè)根系周?chē)芙庋醯暮俊?br> 文檔編號(hào)A01G31/00GK102415322SQ201110237060
公開(kāi)日2012年4月18日 申請(qǐng)日期2011年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月18日
發(fā)明者周宇, 張開(kāi)春, 張曉明, 李倩, 王晶, 閆國(guó)華 申請(qǐng)人:北京市農(nóng)林科學(xué)院