水培環境中植物吐水作用對水體養分吸收貢獻率測定裝置制造方法
【專利摘要】水培環境中植物吐水作用對水體養分吸收貢獻率測定裝置由培養箱和對照培養箱構成，兩箱均設有半球形罩、紗網、通氣孔、底盤和單位培養杯，其連接和位置關系均為：半球形罩上設有一個以上的通氣孔，通氣孔底部和頂部設有紗網，半球形罩底部與底盤連接，底盤上設有兩個以上的底盤孔，單位培養杯的數量與底盤孔的數量相等，單位培養杯與底盤孔通過螺紋并密封連接，單位培養杯頂部設有杯孔。不同的是：在對照培養箱的通氣孔內還設置干燥劑袋。該裝置能夠測出植物吐水作用在該水生態環境凈化過程中對水體養分吸收貢獻率，方便地選擇出對水體富營養化凈化作用較好的植物用于水生態修復。并能為水體富營養化的控制及生態工程應用提供理論依據。
【專利說明】水培環境中植物吐水作用對水體養分吸收貢獻率測定裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種水培環境中植物吐水作用對水體養分吸收貢獻率測定裝置。該裝置能檢測出植物吐水作用對水中各種養分的吸收量，從而選擇出對水體中養分吸收效果好的植物應用于水生態修復中凈化水體，還能用于凈化機理研究。
【背景技術】
[0002]目前，構建和恢復水生態在富營養化的控制治理措施中，通過種植水生植物或適宜水培的植物來吸收和去除水中的營養元素是一種成本低、有效的水生態修復方法。一般的水體凈化效率都是通過一定時間內植物所產生的生物量來研究植物對水體中營養元素的削減量。然而對這些植物的凈化效率的研究中，還缺乏對植物特殊功能在水體凈化效率中的研究，所述的植物特殊功能是指植物在異于常態的生長環境中為了減弱外界環境對其生理過程的影響而產生的功能。例如，吐水作用。由于蒸騰作用微弱，植物根部吸入的水分從植物的排水器溢出，集成液滴，出現在葉尖或葉緣處，這種現象稱為吐水作用。若外界溫、濕度較高，高溫使根的吸收作用旺盛，濕度大抑制了水分從植物的氣孔中蒸散出去，這樣，水分只好直接從植物的水孔中流出來。
[0003]現有研究表明植物吐水作用能夠有效地提高植物根部對養分的吸收效率。所以，通過測定吐水作用養分吸收貢獻率，能選擇出對水體富營養化凈化作用較強的植物。現有技術只單一地從植物所產生的生物量研究植物對水體中營養元素的削減量，不能區分植物生長和植物吐水作用對水體凈化的貢獻率。這樣會忽略植物特殊功能在水體凈化過程中的地位，不利于水體凈化技術的多樣化及深入化的開發利用。

【發明內容】

[0004]為了克服現有水體凈化效率計算中不能區分植物生長和植物吐水作用對水體凈化貢獻率的不足，本實用新型提供一種水培環境中植物吐水作用對水體養分吸收貢獻率測
定裝置。
[0005]本實用新型的技術方案是:該裝置由培養箱和對照培養箱構成，培養箱和對照培養箱均設置有半球形罩、紗網、通氣孔、底盤和單位培養杯，并且分別在培養箱中和對照培養箱中的半球形罩、紗網、通氣孔、底盤和單位培養杯的形狀、大小、結構、數量均相同、它們的連接和位置關系也均相同，其連接和位置關系是:半球形罩上設置有一個以上的通氣孔，通氣孔的底部和頂部設置有紗網，半球形罩的底部與底盤密封連接，底盤上設置有兩個以上的底盤孔，單位培養杯的數量與底盤孔的數量相等，單位培養杯與底盤孔通過螺紋連接并且密封連接，單位培養杯的頂部設置有杯孔，所述的半球形罩和單位培養杯均為無色透明；對照培養箱與培養箱不同的結構是:在對照培養箱的通氣孔內還設置有干燥劑袋。
[0006]所述的單位培養杯上設置有水位刻度標尺。
[0007]本實用新型的工作原理及有益效果是:
[0008]本實用新型培養箱和對照培養箱除對照培養箱的通氣孔內設置有干燥劑袋，操作時，需在該干燥劑袋內放置干燥劑，而培養箱的通氣孔內沒有設置干燥劑袋，操作時無需放置干燥劑外，培養箱和對照培養箱的其余部件的形狀、大小、數量、結構、連接關系和位置關系均完全相同，對照培養箱的測定數據作為背景數據扣除，保證了測定水培環境中植物吐水作用對水體養分吸收貢獻率的準確性。
[0009]本實用新型中的培養箱和對照培養箱的半球形罩和單位培養杯均為無色透明，使種植在杯內的植物能接受到充足的陽光。
[0010]除在半球形罩上設置有通氣孔外，半球形罩為封閉的，半球形罩與底盤連接并密封、以及單位培養杯與底盤的底盤孔通過螺紋連接并密封連接，即可使培養箱和對照培養箱與外界大氣相通，又能方便控制箱內的小氣候環境。
[0011]培養箱的通氣孔內無干燥劑，使培養箱的氣壓及空氣濕度與外界環境保持基本一致；對照培養箱的通氣孔的干燥劑袋內放置有干燥劑，使對照培養箱氣壓與外界空氣保持一致，而濕度較外界環境較低。當培養箱和對照培養箱內分別培養相同、且數量也相等的植物，并且放置在相同的外環境條件下進行培養時，由于空氣濕度條件的差異，使兩種不同培養箱內的植物產生不同的吐水效應。其中放置有干燥劑的對照培養箱內的植物由于空氣濕度較低，不會產生吐水作用；而在未放置干燥劑的培養箱內，植物由于空氣濕度的變化產生吐水作用。對照培養箱內的植物對水體的作用數據作為植物沒有吐水作用因素而對水體養分吸收作出貢獻的本底值，在測定計算中扣除，就扣除了植物對水體富營養吸附作用的其它因素，因此，本實用新型能夠測定出“植物吐水作用”在該水生態環境凈化過程中對水體養分吸收(消減的)貢獻率，從而達到明確“植物吐水作用”在該水生態環境凈化水體作用的大小，能方便地選擇出對水體富營養化凈化作用較好的植物，用于水生態修復。并且還能為水體富營養化的控制措施及生態工程應用提供理論依據。
[0012]本實用新型可根據試驗需要設置多個重復，設置所需重復數量的單位培養杯數量，及對應的底盤孔數量，能方便滿足試驗的要求。本實用新型單位培養杯與底盤孔通過螺紋連接，安裝和拆卸均方便，本實用新型設計巧妙、結構簡單、容易制造、使用簡便。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是培養箱的結構示意圖。
[0014]圖2是對照培養箱的結構示意圖。
[0015]圖3是底盤的俯視圖。
[0016]圖4是通氣孔的結構示意圖。
[0017]圖5是單位培養杯的結構示意圖。
[0018]圖中各標記依次表不:I一培養箱；2—對照培養箱；3—半球形罩；4一紗網；5—通氣孔；6—底盤；7—單位培養杯；8—干燥劑袋；9一底盤孔；10—水位刻度標尺；11 一杯孔。
【具體實施方式】
[0019]參見圖1-圖5，本實用新型所提供的水培環境中植物吐水作用養分吸收貢獻率測定裝置具體設置了 8個重復，因此，在培養箱I和對照培養箱2內分別設置8個單位培養杯7，相應地，在底盤6上設置有8個底盤孔9，該裝置由培養箱I和對照培養箱2構成，培養箱I和對照培養箱2均設置有半球形罩3、紗網4、通氣孔5、底盤6和單位培養杯7，并且分別在培養箱I中和對照培養箱2中所述的半球形罩3、紗網4、通氣孔5、底盤6和單位培養杯7的形狀、大小、結構、數量均相同、所述的在培養箱I中和對照培養箱2中的半球形罩3、紗網4、通氣孔5、底盤6和單位培養杯7的連接和位置關系也均相同，其連接和位置關系是:半球形罩3上設置有2個通氣孔5，通氣孔5的底部和頂部設置有紗網4，半球形罩3的底部與底盤6密封連接(密封連接的目的是防止水培環境如水池、湖泊里的水進入培養箱I和對照培養箱2內)，底盤6上設置有8個的底盤孔9，單位培養杯7為8個，即單位培養杯7的數量與底盤孔9的數量相等，單位培養杯7與底盤孔9通過螺紋連接并且密封連接(密封連接的目的是防止水培環境如水池、湖泊里的水進入培養箱I和對照培養箱2內)，單位培養杯7的頂部設置有杯孔11，所述的半球形罩3和單位培養杯7均為無色透明(無色透明的目的是讓種植在單位培養杯7內的植物能夠充分吸收陽光)；另外，除在上述對照培養箱2與培養箱I結構完全相同外，對照培養箱2與培養箱I不同的結構是:在對照培養箱2的通氣孔5內還設置有干燥劑袋8 (而培養箱I的通氣孔5內不設置干燥劑袋8)。
[0020]在上述裝置的基礎上，還可在所述的單位培養杯7上設置水位刻度標尺10，以方便測量單位培養杯7內水體樣品的體積。
[0021 ] 干燥劑袋通常都是透氣的，可以用布、紗布或無紡布制成。
[0022]使用本實用新型的具體操作是:
[0023]在培養箱I和對照培養箱2的單位培養杯7中均分別放入相同的、體積也相等的富營養化水體樣品，再將相同的植物根部放于富營養化水體樣品中，植物的部分莖及全部葉在杯孔11外，并使用密封膠條將杯孔11密封好，兩箱(培養箱I和對照培養箱2)中單位培養杯的杯孔11都密封，以減少單位培養杯內的水體樣品對半球形罩內空氣濕度的影響。將單位培養杯7與底盤密封連接后，將培養箱I和對照培養箱2放于同一水體環境條件下進行培養，如將兩種培養箱均放置在同一水池內或同一湖泊內等，并記錄開始培養時間T1及其水位V1,經過T2時間培養后，記錄T2時間兩種培養箱內單位培養杯7內的水位。在T2時間，培養箱I中單位培養杯7內的水位記為V12，對照培養箱2中單位培養杯7內的水位記為V22,植物吐水量的測定通過培養箱I和對照培養箱2中單位培養杯7內的水位差異，并按常規方法測定的植物的平均養分含量(通常是測定植物的N、P含量)，或按常規方法測定富營養化水體樣品的平均養分含量(通常是測定富營養化水體樣品中的N、P含量)，則水培環境中植物吐水作用對水體養分吸收貢獻率的計算公式為:
[0024]
C=(E-CK)/[( AV1-AV2)X(T2-Ti)]
[0025]C:為植物吐水作用對水體養分吸收貢獻率，單位為:mg.L i M 1 ,L表示水體體積，h表示時間，即表示在單位水體、單位時間內植物吐水作用對水體養分吸收量(mg)。
[0026]E =T2時間培養箱I中植物的平均養分含量，單位為mg。或T2時間培養箱I中單位培養杯7內富營養化水體樣品中的平均養分含量，單位為mg。
[0027]CK =T2時間對照培養箱2中植物的平均養分含量，單位為mg。或T2時間對照培養箱2中單位培養杯7內富營養化水體樣品中的平均養分含量，單位為mg。
[0028]E-CK即是在T2時間植物發生吐水作用對植物平均養分的消減量，單位為mg ;或是在T2時間植物發生吐水作用對富營養化水體樣品中的平均養分含量的消減量，單位為mg。[0029]所述在T2時間植物發生吐水作用對植物平均養分的消減量即是在T2時間，培養箱
I中植物的平均養分含量與培養箱2中植物的平均養分含量之差，單位為mg。
[0030]所述在T2時間植物發生吐水作用對富營養化水體樣品中的平均養分含量的消減量即是在T2時間，培養箱I中單位培養杯7內富營養化水體樣品中平均養分含量與培養箱
2中單位培養杯7內富營養化水體樣品中平均養分含量之差，單位為mg。
[0031]Λ V1:從T1至T2，培養箱I中單位培養杯7內的水位變化值，Δ V1= V12 - Vp
[0032]Δ V2:從T1至T2，對照培養箱2中單位培養杯7內的水位變化值，Δ V2= V22 —
[0033]Δ V1- Δ V2:從T1至T2，植物發生吐水作用吸收利用的水分體積，該植物發生吐水作用吸收利用的水分體積即是培養箱I中植物吸收利用的水分體積與培養箱2中植物吸收利用的水分體積之差即Λ V1- Δ V2。
[0034]T1:植物開始培養時間，單位為h。
[0035]T2:植物結束培養時間，單位為h。
【權利要求】
1.水培環境中植物吐水作用對水體養分吸收貢獻率測定裝置，其特征在于:該裝置由培養箱(I)和對照培養箱(2 )構成，培養箱(I)和對照培養箱(2 )均設置有半球形罩(3 )、紗網(4)、通氣孔(5)、底盤(6)和單位培養杯(7)，并且分別在培養箱(I)和對照培養箱(2)中的半球形罩(3)、紗網(4)、通氣孔(5)、底盤(6)和單位培養杯(7)各部件的形狀、大小、結構、數量均相同、它們的連接和位置關系也均相同，其連接和位置關系是:半球形罩(3)上設置有一個以上的通氣孔(5)，通氣孔(5)的底部和頂部設置有紗網(4)，半球形罩(3)的底部與底盤(6)密封連接，底盤(6)上設置有兩個以上的底盤孔(9)，單位培養杯(7)的數量與底盤孔(9)的數量相等，單位培養杯(7)與底盤孔(9)通過螺紋連接并且密封連接，單位培養杯(7)的頂部設置有杯孔(11)，所述的半球形罩(3)和單位培養杯(7)均為無色透明；對照培養箱(2)與培養箱(I)不同的結構是:在對照培養箱(2)的通氣孔(5)內還設置有干燥劑袋(8)。
2.根據權利要求1所述的水培環境中植物吐水作用對水體養分吸收貢獻率測定裝置，其特征在于:所述的單位培養杯(7)上設置有水位刻度標尺(10)。
【文檔編號】A01G31/02GK203762002SQ201420171104
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年4月10日 優先權日:2014年4月10日
【發明者】王志遠, 付利波, 洪麗芳, 蘇帆, 尹梅, 陳華, 陳檢鋒 申請人:云南省農業科學院農業環境資源研究所