專利名稱：根際氣體環境培養系統的制作方法
技術領域：
本發明屬于根莖類作物的根際器官培養領域。
背景技術：
由于以馬鈴薯、甘薯等為代表的塊根塊莖類作物的經濟器官-塊莖、塊 根位于地下，浸泡在營養液中時常常導致塊莖、塊根腐爛，因此，長期以來對于塊莖、塊根類 作物的根際器官生長發育研究，如低氧脅迫方面的研究，一直采取植株幼苗為試材的營養 液研究方法，而對于塊莖、塊根等的低氧脅迫研究，多采用離體培養的方法，顯然，兩種研究 方法都無法全面的反應活體植株的實際情況。

發明內容
發明目的本發明提供一種根際氣體環境培養系統，目的在于為進行根莖類作物 根際器官生長發育、根際病害、根際氣體環境等研究提供有效的工具和方法。技術方案本發明是通過以下技術方案實施的根際氣體環境培養系統，其特征在于所述系統由氣霧法栽培系統、根際氣體模擬 系統和根際氣體檢測系統三部分組成，其中各部分的組成和連接關系為氣霧法栽培系統中，在栽培裝置的上沿打孔并安裝供液管，在供液管的末端上安 裝霧化噴頭，供液管的另一端穿過栽培裝置后通過水泵與供液池連接，在栽培裝置的底部 打孔并安裝回液管，回液管與供液池連接，在栽培裝置的上蓋打孔作為定植孔，整個栽培裝 置要保持不透光狀態；根際氣體模擬系統中，空氣壓縮機通過第一個氣體混合器與栽培裝置，二氧化碳 氣體鋼瓶和氮氣氣體鋼瓶分別通過第二個氣體混合器、第三個氣體混合器與栽培裝置連 接；根際氣體檢測系統中，二氧化碳和氧氣氣體實時數字顯示檢測器的氣體探頭與栽 培裝置連接。栽培裝置由栽培桶或栽培槽組成。栽培裝置與供液池之間的供液管上安裝過濾器。所述霧化噴頭安裝在能均勻將霧化營養液噴淋到各個定植孔的位置。優點及效果經過多年的研究，我們利用氣霧法無土栽培方式建立了根際氣體環 境研究系統，克服了塊莖、塊根類作物根際器官容易腐爛的矛盾，是進行根莖類作物根際器 官生長發育、根際病害、根際氣體環境等研究的有效工具和方法。


圖1為本發明所述根際氣體環境培養系統結構示意圖；附圖標記說明1、栽培裝置 2、霧化噴頭 3、空氣壓縮機 4、第一個氣體混合器 5、供液管 6、回液管 7、第一個流量計8、第一個壓力表9、過濾器10、供液池 11、第一個電磁 閥12、第二個流量計13、第二個壓力表 14、第一個球閥15、第三個壓力表 16、水泵 17、第二個電磁閥18、第二個球閥19、第四個球閥20、二氧化碳氣體鋼瓶21、氮氣氣體鋼瓶 22、第二個氣體混合器 23、第三個氣體混合器 24、第五個球閥 25、第六個球 閥26、第七個球閥27、第五個流量計28、第四個流量計29、第三個流量計30、二氧 化碳和氧氣氣體實時數字顯示檢測器31、氣體探頭。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明在實施中的具體情況進行說明圖1為本發明所述根際氣體環境培養系統結構示意圖，如圖所示，根際氣體環境 培養系統由氣霧法栽培系統、根際氣體模擬系統和根際氣體檢測系統三部分組成，其中氣霧法栽培系統中，栽培裝置1由栽培桶或栽培槽組成，對于地上莖葉生長量比 較小、株高1米以內的塊根塊莖類作物，適宜采用栽培桶栽培，在試驗中，選用口徑為50cm、 高度為60cm、容積為100升的PC塑料桶作為栽培桶，在距桶上沿IOcm處和桶的底部分別打 取直徑為1. 5cm的孔，分別用螺絲扣安裝供液管5和回液管6，并保持密封。在位于栽培桶 中心的供液管5上安裝霧化噴頭2，用3cm厚的苯板作圓形桶蓋，四周用膠帶密封，栽培桶的 四周和苯板用黑色PVC塑料膜覆蓋，保持栽培桶內不透光；以桶蓋中心為圓點，以15cm為半 徑，在桶蓋上均勻打12個直徑2cm的孔作為定植孔，每孔栽植1株苗，共栽植12株。對于地上莖葉生長量大的作物，如番茄、黃瓜、甜瓜、茄子等，株高超過1米，適宜 采用栽培槽栽培，在試驗中選用的栽培槽長120cm、寬80cm、高40cm，用角鐵作骨架，四周用 3cm厚苯板維護，用黑色PVC塑料膜覆蓋，保持栽培槽內不透光。在栽培槽一側距上沿IOcm 處和栽培槽底部分別打取直徑為1. 5cm的孔，安裝供液管5和回液管6，并在供液管5上均 勻安裝兩個霧化噴頭2，在蓋板上均勻打兩排孔，每排4個，共8個作為定植孔，每個霧化噴 頭2分別安裝在4個定植孔的中心，從而保證8個植株的霧化營養液供應量。不論是選用栽培桶還是栽培槽，霧化噴頭2都要安裝在能均勻將霧化營養液噴淋 到各個定植孔的位置。供液管5在穿過栽培裝置1后依次安裝有第一個流量計7、第一個壓力表8、第一 個電磁閥11、第二個流量計12、第二個壓力表13、第一個球閥14，供液管5在第一個球閥14 處分成兩路，其中第一路通過第二個電磁閥17、第二個球閥18直接連接供液池10 ；而第二 路通過過濾器9后又分成兩路，一路直接與供液池10連接，另一路依次安裝第三個壓力表 15、水泵16后與供液池10連接；回液管6則通過第四個球閥19與供液池10連接。根際氣體模擬系統中，位于室外的空氣壓縮機3通過第一個氣體混合器4與栽培 裝置1連接，二氧化碳氣體鋼瓶20和氮氣氣體鋼瓶21分別通過第二個氣體混合器22和第 三個氣體混合器23與栽培裝置1連接，其中二氧化碳和氮氣氣體分別由純的二氧化碳氣體 鋼瓶20和氮氣氣體鋼瓶21提供，室外大氣由空氣壓縮機3提供；在試驗中，在空氣壓縮機 3與第一個氣體混合器4之間安裝有第五個球閥24和第三個流量計29，在氮氣氣體鋼瓶21 與第三個氣體混合器23之間安裝有第六個球閥25和第四個流量計28，在二氧化碳氣體鋼 瓶20和第二個氣體混合器22之間安裝有第七個球閥26和第五個流量計27。第三個流量計29、第五個流量計27、第四個流量計28分別用于控制室外大氣、二 氧化碳氣體、氮氣氣體的流量大小，室外大氣、二氧化碳氣體、氮氣氣體分別通過第一個氣 體混合器4、第二個氣體混合器22、第三個氣體混合器23，然后通過直徑12mm的PVC導管通
4入栽培裝置1中20cm。根際氣體檢測系統中，二氧化碳和氧氣氣體實時數字顯示檢測器30的氣體探頭 31深入到栽培裝置1中，保證栽培裝置1中二氧化碳和氧氣氣體濃度的穩定。具體試驗中的栽培與管理方法如下(一 )營養液全生長期采用改進的Hoagland營養液，由水泵供給，通過定時器和電磁閥的控 制，每隔300-600秒供給營養液30-60秒，微霧噴頭的流量在lL/min，管道營養液的壓力在 0.2Pa左右。供液池為半地下式，以利營養液回流和循環利用，每兩周更換營養液一次。營 養液PH保持在6.0，營養液溫度在21-25°C。基本營養液中主要營養元素的含量為527yg/ L NCV，16. 2 μ g/L NH4+, 240 μ g/L H2PO4-, 220 μ g/L Κ+，80 μ g/L Ca2+，28 μ g/L Mg2+，93 μ g/L SO廣。( 二)定植與管理首先在草炭和蛭石1 1混合的基質中育苗，大約15-30天，選擇高度在15cm、長 勢一致的苗，洗凈根系，用巖棉包住莖部，定植在定植孔中，定植孔的空隙用巖棉填充密實， 以減少氣體的外泄。定植后6天內掛遮陽網，定植7天后，可進行根際氣體等處理。當植株 高度達到30cm時，在植株的上部懸掛吊繩，把每一株植株用吊繩向上固定，以防倒伏，增加 通風透光。其它植株的栽培管理與病蟲害防治同溫室生產。采用本發明所述根際氣體環境培養系統結果表明霧培馬鈴薯脫毒小薯數量分 別比液培和沙培提高1. 6倍和10. 5倍；霧培黃瓜分別比液培和基質培單株果實產量提高 23. 和52. 9%;霧培番茄比基質栽培單株果實產量提高15. 3%。采用根際氣體環境研究 系統結果表明與根際正常大氣380 μ mol ^mor1CO2條件比較，根際3600 μ mol ^mor1CO2富 集對馬鈴薯的植株生長和塊莖形成產生明顯的抑制作用。與根際10%和5%的低氧條件比 較，根際21%正常氧氣環境甜瓜植株果實的單瓜重量分別提高30. 3%和59. 1%。實踐表 明，該研究系統切實可行。
權利要求
根際氣體環境培養系統，其特征在于所述系統由氣霧法栽培系統、根際氣體模擬系統和根際氣體檢測系統三部分組成，其中各部分的組成和連接關系為氣霧法栽培系統中，在栽培裝置(1)的上沿打孔并安裝供液管(5)，在供液管(5)的末端上安裝霧化噴頭(2)，供液管(5)的另一端穿過栽培裝置(1)后通過水泵(16)與供液池(10)連接，在栽培裝置(1)的底部打孔并安裝回液管(6)，回液管(6)與供液池(10)連接，在栽培裝置(1)的上蓋打孔作為定植孔，整個栽培裝置(1)要保持不透光狀態；根際氣體模擬系統中，空氣壓縮機(3)通過第一個氣體混合器(4)與栽培裝置(1)，二氧化碳氣體鋼瓶(20)和氮氣氣體鋼瓶(21)分別通過第二個氣體混合器(22)、第三個氣體混合器(23)與栽培裝置(1)連接；根際氣體檢測系統中，二氧化碳和氧氣氣體實時數字顯示檢測器(30)的氣體探頭(31)與栽培裝置(1)連接。
2.根據權利要求1所述根際氣體環境培養系統，其特征在于栽培裝置(1)由栽培桶 或栽培槽組成。
3.根據權利要求1所述根際氣體環境培養系統，其特征在于栽培裝置(1)與供液池 (10)之間的供液管(5)上安裝過濾器(9)。
4.根據權利要求1所述根際氣體環境培養系統，其特征在于所述霧化噴頭(2)安裝 在能均勻將霧化營養液噴淋到各個定植孔的位置。
全文摘要
根際氣體環境培養系統由氣霧法栽培系統、根際氣體模擬系統和根際氣體檢測系統三部分組成，其中氣霧法栽培系統中，栽培裝置上沿安裝供液管，供液管的末端上安裝霧化噴頭，供液管的另一端連接供液池，栽培裝置底部安裝回液管，回液管連接供液池；根際氣體模擬系統中，空氣壓縮機、二氧化碳氣體鋼瓶、氮氣氣體鋼瓶分別通過各自的氣體混合器與栽培裝置與栽培裝置連接；根際氣體檢測系統中，二氧化碳和氧氣氣體實時數字顯示檢測器的氣體探頭與栽培裝置連接。本發明提供的根際氣體環境研究系統，目的在于為進行根莖類作物根際器官生長發育、根際病害、根際氣體環境等研究提供有效的工具和方法。
文檔編號A01G31/02GK101953291SQ201010255689
公開日2011年1月26日 申請日期2010年8月18日 優先權日2010年8月18日
發明者孫周平, 李天來 申請人:沈陽農業大學