专利名称：一种根系分泌物原位收集装置及系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种收集装置，特别是涉及一种植物根系分泌物原位收集装置，属于实验机械装置领域。
背景技术：
植物通过根系和凋落物向土壤中输入有机质，是影响森林生态系统地下部分物质循环和能量流动的两种主要途径。植物根系分泌物是植物根系在生命活动过程中通过根际环境释放的无机离子及有机化合物的统称，根系分泌物通过影响根际微生物过程而对土壤养分循环具有重要的调控作用，这对于维持森林树木生长和生态系统稳定性至关重要，尤其是低养分有效性的森林生态系统类型意义更为重大。因此，植物根系分泌物，特别是植物在原位生境中分泌的分泌物是陆地地下生态过程研究的重要内容。现有技术中公开了一种静态培养装置(Richard et al, 2008),该装置采用无碳营养液将完整未损伤细根系统的附着土和“培养”冲洗掉后放入装有无菌玻璃珠和无碳营养液的玻璃装置里培养，培养结束后采用真空泵抽滤冲洗方式将根系分泌物冲洗出。该装置在使用时存在以下5点缺陷(I)该装置上端采用带有楔形掏槽的橡胶隔片封顶，并外加封口膜。抽滤时采用注射器针头多次扎透隔片注射营养液，由于所选根系直径在0. 25mm 2_不等，楔形掏槽不易进行有效调节；同时橡胶隔片厚薄未清楚说明，影响装置使用；并且橡胶材质使用多次后尤其是在高温的夏天出现龟裂、发粘、硬化、软化、粉化、变色、长霉等现象；(2)装置下端采用网格漏斗防止玻璃珠堵塞出口，然而目前我国的针筒下端出口均在侧边，不能网格漏斗无法固定在针头座位于针筒侧边的常见普通针筒；(3)装置下端出口处采用类似三通的结构，操作中发现易脱落导致收集液流失，且易刺破铝箔而导致受到土壤的污染；(4)包裹一层铝箔，埋进凋落物里培养，然而，根系本长在土壤中，现只将装置上盖凋落物，可能改变了根系的生存环境；(5)抽滤时，先去除覆盖物，打开铝箔用注射器扎透橡胶隔片和封口膜后加入营养液抽滤，结束后再更换封口膜和湿润吸水纸，包上铝箔盖凋落物，整个操作过程容易造成样品污染。现有技术参考文献Richard P.Phillips*，Yael Erlitz，Raven Bier and Emily S.Bernhardt. Newapproach for capturing soluble root exudates in forest soils. Functional Ecology2008，22，990-999.

实用新型内容本实用新型的目的就是针对现有技术的不足，提供一种能够安装在植物生长原位地点收集植物根系分泌物的实验装置及系统。为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下一种根系分泌物原位收集装置，包括收集管，收集管上部开口并安装取样塞，下部开有出样口连接出样管，收集管内上部填装玻璃珠层，下部填装玻璃棉层；所述取样塞上开有进样口与根孔，其特征在于所述取样塞是硅橡胶材料制成。上述装置中取样塞采用硅橡胶材料制成，有效利用硅橡胶材料密封效果良好的特征，使取样塞能够方便安装拆卸且不易脱落。并且塞上的进样口与根孔能够经历反复使用而不易龟裂、发粘、硬化、软化、粉化，保证了样品不易被污染的同时又降低了装置成本。上述装置采用医用注射器针筒作为收集管，以注射器针座作为出样口。取样塞安装在注射器针筒上部开口处，平均厚度4 5_，根孔直径0. 5 2_。根孔到取样塞边缘开有径向切口。根孔外周硅橡胶材料变薄，形成薄层区，薄层区直径5 10mm、平均厚度
0.2 0. 3mm。针筒具体可以采用30ml或50ml规格，收集器采用30ml针筒时，玻璃珠层层高10. 5 11. 5cm，收集器采用50ml针筒时，玻璃珠层层高12 13cm，玻璃珠是粒径< Imm且经3M盐酸洗过的玻璃珠；玻璃棉层层高0. 5 1cm，采用经3M盐酸洗过的玻璃棉。以上述根系分泌物原位收集装置为基础，本实用新型还提供一种根系分泌物原位收集系统，具体技术方案如下一种根系分泌物原位收集系统，其特征在于包括根系分泌物原位收集装置，所述原位收集装置进样口插有进样管，进样管连接进样装置；所述出样口套有出样管，出样管连接抽滤装置。上述系统中，进样口与进样管连接处、出样口与出样管连接处均安装硅橡胶连接件，以达到密封效果。进样装置采用医用注射器。抽滤装置包括抽滤瓶、缓冲瓶、真空泵，抽滤瓶与缓冲瓶均是顶部分别开有进气孔与抽气孔的密封聚丙烯空瓶。出样管连接抽滤瓶进气孔，抽滤瓶抽气孔与缓冲瓶进气孔之间连接硅胶管，缓冲瓶抽气孔与真空泵间连接硅胶管。抽滤瓶的作用是盛装抽滤出的植物根系分泌物，缓冲瓶作用是防止溶液进入真空泵，以保护真空泵。与现有技术相比，本实用新型的有益效果是(I)采用了专用的硅橡胶材料制作取样塞，并且薄层区质地柔软，取样塞在挤压时也不易损伤根系，硅橡胶塞还具有良好的电绝缘性、耐氧抗老化性、耐光抗老化性以及防霉性、化学稳定性等，可防止根系分泌物样品污染，且能在清洁后循环使用，降低了产品成本；(2)玻璃棉层层高是经反复试验确定，保证试验中无堵塞现象发生；(3)管口连接处根据需要安装硅橡胶连接件或硅橡胶密封件，操作灵活，不易脱落；(4)收集装置与系统使用易于操作，节约时间，提高效率，且基本不损伤不扰动装置中的根系，也杜绝污染物的引入。

图I是根系分泌物原位收集装置结构示意图。图2是取样塞结构示意图。图3是根系分泌物原位收集系统结构示意图。图中标号如下I根系分泌物原位收集装置11收集管12取样塞121进样口122根孔123薄层区124径向切口13出样口14出样管15玻璃珠层16玻璃棉层 17进样管18硅橡胶连接件19硅橡胶密封件2进样装置[0024]31抽滤瓶32缓冲瓶33真空泵34硅胶管
具体实施方式
以下结合附图，对本实用新型的优选实施例作进一步的描述。实施例一如图I 图2所示，制得一种根系分泌物原位收集装置。图I是根系分泌物原位收集装置结构示意图。根系分泌物原位收集装置包括收集管11，收集管11上部开口并安装取样塞12。取样塞12是硅橡胶材料制成，取样塞12上开有进样口 121与根孔122 ;收集管11下部开有出样口 13。收集管11是30ml或50ml规格 医用注射器针筒，出样口 13是注射器针座。收集管11内上部填装玻璃珠层15，下部填装玻璃棉层16。30ml规格针筒中玻璃珠层15层高10. 5 11. 5cm, 50ml规格针筒中玻璃珠层层高12 13cm，玻璃珠粒径< 1mm。玻璃棉层16层高5 10mm。图2是取样塞结构示意图。根孔122外周硅橡胶材料变薄，形成薄层区123，根孔122到取样塞12边缘开有径向切口 124。取样塞12平均厚度4 5mm，根孔122直径0. 5 2mm,薄层区123直径5 10mm、平均厚度0. 2 0. 3mm。实施例二如图3所示。制得一种根系分泌物原位收集系统，其与实施例一相同的地方不再重复叙述，不同之处在于图3是根系分泌物原位收集系统结构示意图。根系分泌物原位收集系统包括根系分泌物原位收集装置1，原位收集装置I进样口 121插有进样管17，进样管连接进样装置2，进样装置2是医用注射器。出样口 13套有出样管14，出样管14连接抽滤装置，抽滤装置包括抽滤瓶31、缓冲瓶32、真空泵33，抽滤瓶31与缓冲瓶32均是顶部分别开有进气孔与抽气孔的密封空瓶。出样口 13与抽滤瓶31进气孔间连接出样管14，抽滤瓶31抽气孔与缓冲瓶32进气孔间连接硅胶管34，缓冲瓶32抽气孔与真空泵间连接硅胶管34。系统中进样管17或出样管13连接处有硅橡胶连接件18，以达到密封效果。原位收集装置I倾斜放置，与地面夹角a呈45° 90°。根系分泌物原位收集系统使用方法为收集管11中填装玻璃棉层7与玻璃珠层6，进样管17插入进样孔121，进样管上端用硅橡胶密封件19封闭；植物根系通过径向切口124放进根孔122 ;取样塞12安装在收集管11上，植物根系放置入玻璃珠层培养；收集管11出样口 13连接出样管14，出样管14下端用硅橡胶密封件19封闭。原位收集装置I外裹铝箔倾斜放置在土壤中，与地面夹角a呈45° 90°，最佳为60°，用细土掩埋原位收集装置I进行培养。培养结束后，取下各硅橡胶密封件19，进样管17连接进样装置2，进样装置2注满无碳营养液，出样管14连接抽滤装置，进行抽滤。每个取样装置I对应一个抽滤瓶31，盛装根系分泌物收集液，抽滤瓶31采用公用瓶盖，更换取样装置I时则更换抽滤瓶31。抽滤时真空泵33设置流速为约5cm3 se'
权利要求1.一种根系分泌物原位收集装置，包括收集管(11)，收集管(11)上部开口并安装取样塞(12)，下部开有出样口(13)连接出样管(14)，收集管(11)内上部填装玻璃珠层(15)，下部填装玻璃棉层(16);所述取样塞(12)上开有进样口(121)与根孔(122)，其特征在于所述取样塞(12)是硅橡胶材料制成。
2.根据权利要求I所述的装置，其特征在于所述根孔(122)外周硅橡胶材料变薄形成薄层区(123)，根孔(122)到取样塞(12)边缘开有径向切口(124)。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于所述收集管(11)是医用注射器针筒，出样口(13)是注射器针座。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于所述取样塞(12)平均厚度4 5mm，根孔(122)直径0. 5 2mm,薄层区(123)直径5 10mm、平均厚度0. 2 0. 3mm。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于所述针筒是30ml或50ml规格。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于所述玻璃珠层(15)玻璃珠粒径<1mm，30ml规格针筒中玻璃珠层(15)层高10. 5 11. 5cm，或50ml规格针筒中玻璃珠层(15)层高12 13cm ;所述玻璃棉层(16)层高5 10mm。
7.一种利用权利要求I 6任一所述的根系分泌物原位收集装置组成的根系分泌物原位收集系统，其特征在于包括根系分泌物原位收集装置(I)，所述原位收集装置(I)进样口(121)插有进样管(17)，进样管(17)连接进样装置(2);所述出样口(13)套有出样管(14)，出样管(14)连接抽滤装置。
8.根据权利要求7所述系统，其特征在于系统中进样管(17)或出样管(13)连接处有硅橡胶连接件(18)。
9.根据权利要求7或8所述的系统，其特征在于所述进样装置(2)是医用注射器；所述抽滤装置包括抽滤瓶(31)、缓冲瓶(32)、真空泵(33)，抽滤瓶(31)与缓冲瓶(32)均是顶部分别开有进气孔与抽气孔的密封空瓶，出样口(13)与抽滤瓶(31)进气孔间连接出样管(14)，抽滤瓶(31)抽气孔与缓冲瓶(32)进气孔间连接硅胶管(34)，缓冲瓶(32)抽气孔与真空泵间连接硅胶管(34)。
10.根据权利要求9所述系统，其特征在于所述根系分泌物原位收集装置(I)在取样时倾斜放置，与地面夹角a呈45° 90°。
专利摘要本实用新型公开了一种植物根系分泌物原位收集装置及系统。针对现有技术中静态培养装置存在的诸项缺陷，本实用新型提供了一种能够安装在植物生长原位地点收集植物根系分泌物的实验装置及系统。本产品包括收集管，收集管上部开口并安装取样塞，下部开有出样口连接出样管，收集管内上部填装玻璃珠层，下部填装玻璃棉层；取样塞是硅橡胶材料制成，开有进样口与根孔；根孔外周硅橡胶材料变薄形成薄层区，根孔到取样塞边缘开有径向切口。本实用新型还提供一种根系分泌物原位收集系统，由进样装置、根系分泌物原位收集装置、抽滤装置连接而成。本产品最大限度地减少对装置中根系的扰动和损伤，避免实验过程中产生人为误差，极大地缩短抽滤时间，提高取样效率，且便于操作。
文档编号G01N1/14GK202471455SQ201120557060
公开日2012年10月3日 申请日期2011年12月28日 优先权日2011年12月28日
发明者刘庆, 尹华军, 李宇飞, 肖娟, 陈劲松, 陈建中 申请人:中国科学院成都生物研究所