海洋及陆地沉水植物根叶无损分隔培养装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种对海洋及陆地沉水植物根叶进行无损分隔培养的装置，其包括用于培养植物叶和地上茎的上腔室及设于上腔室下方的用于培养地下茎和根的下腔室，上腔室与下腔室通过底板隔开，底板上设有若干供植物穿过的分隔孔，上腔室为一向上敞口结构，下腔室为一密闭结构。本发明专利技术可以在保持沉水植物的健康存活的条件下，实现上下腔室水层之间不互相渗漏。本发明专利技术模拟效果好、操作方便、拆卸简易且可重复利用。本发明专利技术还提供了一种海洋及陆地沉水植物根叶无损分隔培养装置的培养方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种实现沉水植物地上部分(叶和地上茎)和地下部分(地下茎和 根)分隔的装置及方法，是生态学室内模拟实验中，专门为研究沉水植物叶与根的营养物 质(如C、N、P、Si等生源要素)或有毒有害物质(如重金属和其它污染物)的摄取以及物 质转移规律而设计。
技术介绍
本专利技术所指沉水植物包括淡水和海水中的具有根茎叶分化的高等水下被子植物 以及具有根叶分化的大型草本植物。与水体中其他初级生产者如浮游藻类和附生藻类等不一样，藻类主要摄取海水中 的营养物质，而沉水植物既能通过地上叶片摄取水柱中的营养盐，也能通过地下根摄取沉 积物间隙水中的营养盐。因此，研究沉水植物叶片和根摄取营养盐的过程及二者的贡献在 国际上已受相关研究者的关注。在不同的水柱与沉积物营养环境条件下，沉水植物叶片和 根对摄取营养盐的过程及其贡献的问题一直未得到解决。该难题在重金属的摄取和富集， 微量元素Fe等的摄取问题上，同样存在。目前，尚未发现有针对沉水植物根叶分隔培养的专利，Faraday(1979)利用硅胶塞 包裹海草大叶藻Zostera marina的直立茎，然后利用有机硅密封粘合剂RTV162进行密封； Fabris (1982)利用硅脂(Silicone Grease)、Lyngby (1982)和 Brix(1985)利用低熔点石 蜡、Stapel (1996)利用硅胶和低熔点石蜡作为填充分隔孔的材料，但均未很好的解决上腔 室水柱往下腔室渗漏的难题。因此，实现沉水植物根叶无损分隔培养，具有重要的科学意 义。通过在实验室模拟实验，研究在水柱与沉积物间隙水不同环境条件下，沉水植物根、叶 各自的物质摄取特性及其贡献率，从而揭示地上、地下部分的物质富集特性和根茎叶之间 的物质转移规律。
技术实现思路
针对现有技术的缺点，本专利技术的目的是提供一种模拟效果好、操作方便的海洋及 陆地沉水植物根叶无损分隔培养装置。本专利技术的目的还提供一种海洋及陆地沉水植物根叶无损分隔培养装置的培养方 法。为实现上述目的，本专利技术的技术方案为一种海洋及陆地沉水植物根叶无损分隔 培养装置，其包括用于培养植物叶和地上茎的上腔室及设于上腔室下方的用于培养地下茎 和根的下腔室，上腔室与下腔室通过底板隔开，底板上设有若干供植物穿过的分隔孔，上腔 室为一向上敞口结构，下腔室为一密闭结构。该上腔室由透明压克力材质制得。还包括增氧泵及增氧支管，该增氧泵与增氧支管连接，该增氧支管插进上腔室的 培养液中，且增氧支管通过设于其上的增氧支管进气口将氧气通进培养液中。该下腔室为避光结构。该下腔室通过鼓吹氮气实现厌氧或缺氧环境。该下腔室两端分别连通一压力平衡支管及一排气支管，该压力平衡支管及排气支 管上分别设有控制其是否连通的压力平衡支管阀门及排气支管阀门。该压力平衡支管为透明管。 该植物穿过分隔孔后通过密封胶实现分隔孔的密封。该分隔孔的孔径由上往下逐渐增大。上、下腔室在底部分别设置了上腔室取样口 及下腔室取样口。本专利技术还提供了一种海洋及陆地沉水植物根叶无损分隔培养装置的培养方法，该 装置包括上腔室及下腔室，上腔室与下腔室通过底板隔开，底板上设有若干分隔孔，上腔室 为向上敞口结构，下腔室为密闭结构，该上腔室通过连通增氧泵，该下腔室两端分别连通一 压力平衡支管及一排气支管，该压力平衡支管及排气支管上分别设有压力平衡支管阀门及 排气支管阀门，其包括以下步骤(1)对完整的植株，利用生料带在植物的根叶分隔处进行包扎处理，将包扎完毕后 的植株穿过分隔孔，利用热熔胶从上腔室底板的下表面对分隔孔进行填充密封；(2)打开压力平衡支管阀门及排气支管阀门，以压力平衡支管为进气口，以排气支 管为排气口，用氮气鼓吹使下腔室实现厌氧或缺氧环境；(3)在压力平衡支管阀门及排气支管阀门打开的情况下，由压力平衡支管处加入 下腔室培养液至底板的高度，在缓慢加入下腔室培养液的同时加入上腔室培养液，使上腔 室的液面高度与压力平衡支管的液面高度上升速率相当；(4)当上腔室的液面高度达到预设位置处时，调节压力平衡支管液面高度与上腔 室齐平，关闭排气支管阀门，接入增氧泵，使上方腔室处于曝气状态，此时，上、下腔室压力 平衡，下腔室无气体存在，装置安装完毕。与现有技术相比，本专利技术的优点在于(1)不损伤植物体同时实现上、下腔室浓度不同，且水柱不互相交换；(2)上、下腔室在底部均设置了取样口，取样方便；(3)更换浓度方便，只需将原培养液倒出，再按照工作步骤(2)至(4)进行即可；(4)方便拆卸，可重复利用；(5)很好地模拟沉水植物现场的生境。附图说明图1为本专利技术的整体结构示意图；图2为本专利技术底板分隔孔布置示意图；图3为本专利技术实施后的效果图。具体实施例方式以下结合附图对本专利技术具体实施例的结构细节作进一步的详细说明，该实施例 针对某一特定大小的沉水植物(这里以海草，泰来藻Thalassia hemprichii (Ehrenb.) Aschers.为例)，具体装置可根据沉水植物大小在尺寸上相应调整，不应作为本专利技术的限制。如图1至图3所示，本专利技术公开一种海洋及陆地沉水植物根叶无损分隔培养装置， 其包括用于培养海草叶和地上茎的上腔室1及设于上腔室1下方的用于培养地下茎和根的 下腔室2，上腔室1与下腔室2通过底板隔开，底板上设有若干供海草穿过的分隔孔4，上腔 室1为一向上敞口结构，下腔室2为一密闭结构。上、下腔室1、2通过固定螺丝位12配合固定。 上腔室1，圆柱形或方柱体形透明压克力材质，内径11cm，高25cm，标识体积刻度 线(1L、1. 5L和2L处标识)，底板黑色不透光，分隔孔4均勻分布在底板上。该上腔室1通过连通增氧泵鼓动空气，模拟沉水植物地上部分的生境，该上腔室1 可以有效模拟沉水植物地上部分的生境。具体地，该增氧泵与增氧支管10连接，该增氧支 管10插进上腔室1的培养液中，且增氧支管10通过设于其上的增氧支管进气口 11将氧气 通进培养液中。该下腔室2为避光结构，其内径与上腔室1 一致，与上腔室1体积比大于1. 5。该下腔室2通过鼓吹氮气实现厌氧或缺氧环境。该下腔室2两端分别连通一压力平衡支管3及一排气支管8，该压力平衡支管3及 排气支管8上分别设有控制其是否连通的压力平衡支管阀门7及排气支管阀门9。如图3所示，该压力平衡支管3为透明管，水位高度可见，内径3cm，与上腔室1齐 高，可基本实现平衡底板上、下方压力差。该压力平衡支管3下还安装有支管架台13。该海草穿过分隔孔4后通过密封胶实现分隔孔4的密封。如图2所示，该分隔孔4的孔径由上往下逐渐增大。上、下腔室1、2在底部分别设 置了上腔室取样口 5及下腔室取样口 6。分隔孔4本实施例为5个，上下表面距离1.2cm， 上表面孔径为1. 2cm，下表面孔径为1. 8cm，均勻打磨制成。本专利技术还提供了一种海洋及陆地沉水植物根叶无损分隔培养装置的培养方法，该 装置包括上腔室及下腔室，上腔室与下腔室通过底板隔开，底板上设有若干分隔孔，上腔室 为向上敞口结构，下腔室为密闭结构，该上腔室通过连通增氧泵，该下腔室两端分别连通一 压力平衡支管及一排气支管，该压力平衡支管及排气支管上分别设有压力平衡支管阀门及 排气支管阀门，其包括以下步骤(1)对完整的海草，利用生料带在植物的根叶分隔处进行包扎处理(本实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种海洋及陆地沉水植物根叶无损分隔培养装置，其特征在于，包括用于培养植物叶和地上茎的上腔室及设于上腔室下方的用于培养地下茎和根的下腔室，上腔室与下腔室通过底板隔开，底板上设有若干供植物穿过的分隔孔，上腔室为一向上敞口结构，下腔室为一密闭结构。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张景平，黄小平，江志坚，施震，
申请(专利权)人：中国科学院南海海洋研究所，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]