专利摘要

本实用新型公开了一种用于X光植物原位根系观测的培养装置，包括放置于循环槽上的培养槽，培养槽具有用以种植由萌芽装置萌芽后的植物的种植腔，种植腔与循环槽连通，于种植腔内填充有EPS泡沫滤珠，培养槽为聚乙烯泡沫板制成，于培养槽与循环槽之间设有循环养分输送系统。本实用新型具有克服应用于X光根系扫描的植物栽培技术难题，并实现无损的动态化根系生长监测，结合计算机图像分析可以快速得到根系原位构型、根长、根系直径、根表面积、细根比例等重要根系参数，进而实现简单便捷、高效精确、可高通量培养等目的。本实用新型适用于植物生理生态以及根系生物学研究领域。

权利要求

1.一种用于X光植物原位根系观测的培养装置，其特征在于：包括底部放置于循环槽上端且顶部开口的培养槽，所述培养槽具有用以种植由萌芽装置萌芽后的植物的种植腔，所述种植腔与循环槽连通，于种植腔内填充有作为植物生长介质的EPS泡沫滤珠，培养槽为聚乙烯泡沫板制成，于培养槽与循环槽之间设有循环养分输送系统。

2.根据权利要求1所述的一种用于X光植物原位根系观测的培养装置，其特征在于：于所述循环槽上设有放置箱，所述放置箱的底部与循环槽连通，于放置箱的上端开有若干放置口，所述培养槽为多个，各培养槽分别一一经相对应的放置口放置于放置箱内。

3.根据权利要求2所述的一种用于X光植物原位根系观测的培养装置，其特征在于：所述放置箱的底部为网状结构，于放置箱内的底部处铺设有一层第一海绵层，且各培养槽的底部与第一海绵层的上表面接触。

4.根据权利要求2所述的一种用于X光植物原位根系观测的培养装置，其特征在于：于所述培养槽的上端沿其周向向外延伸有凸缘，所述凸缘下端与放置箱的上端面贴合。

5.根据权利要求1所述的一种用于X光植物原位根系观测的培养装置，其特征在于：于所述培养槽的底部装配有隔离网，于隔离网的上端且位于培养槽内壁铺设有第二海绵层。

6.根据权利要求1所述的一种用于X光植物原位根系观测的培养装置，其特征在于：所述循环养分输送系统包括进口端与循环槽连通的循环泵，所述循环泵的出口端连接有输送总管，所述输送总管通过连通管与输送支管连通，于所述输送支管上连通有若干淋水管，所述淋水管均布于培养槽的上方。

7.根据权利要求1所述的一种用于X光植物原位根系观测的培养装置，其特征在于：所述萌芽装置包括两并排装配于萌芽箱上端的挂杆，于两挂杆之间沿挂杆的长度方向间隔设置有若干萌发袋，各萌发袋的上端两侧勾挂于两挂杆上。

8.根据权利要求7所述的一种用于X光植物原位根系观测的培养装置，其特征在于：于所述萌芽箱上端且位于两挂杆之间并排安装有多根蓄有营养液的滴水管，各滴水管沿萌发袋的排列方向延伸至萌芽箱的两相对侧壁上。

说明书

技术领域

本实用新型属于植物生理生态以及根系生物学研究领域，具体地说，涉及一种用于X光植物原位根系观测的培养装置。

背景技术

根系是植物直接吸收和利用土壤资源的器官，研究植物对水分以及养分的响应，离不开对植物根系结构的研究。植物根系作为生长发育的重要特征之一，有重要的研究意义。由于田间土壤环境难以观测，限制了植物根系研究的发展。目前应用较为广泛的方法，包括根钻取样法、挖掘法、微根管、水培观察法等。大部分根系观测方法为破坏性取样，费时费力，且准确度难以保证。虽然取样法可以获得根长根重等数据，但是难以观测到根系的原本构型以及其不同生育时期根系的生长动态，而据研究表明，根系的向水、向肥力对植物的生长起着重要的调节作用，因此植物根系构型与动态生长过程的观测对于研究植物生理具有重要作用。

实用新型内容

本实用新型提供一种能够应用于X光扫描植物根系的植物培养装置及培养方法，以克服应用于X光根系扫描的植物栽培技术难题，并实现无损的动态化根系生长监测，结合计算机图像分析可以快速得到根系原位构型、根长、根系直径、根表面积、细根比例等重要根系参数，进而实现简单便捷、高效精确、可高通量培养等目的。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种用于X光植物原位根系观测的培养装置，包括底部放置于循环槽上端且顶部开口的培养槽，所述培养槽具有用以种植由萌芽装置萌芽后的植物的种植腔，所述种植腔与循环槽连通，于种植腔内填充有作为植物生长介质的EPS泡沫滤珠，培养槽为聚乙烯泡沫板制成，于培养槽与循环槽之间设有循环养分输送系统。

进一步的，于所述循环槽上设有放置箱，所述放置箱的底部与循环槽连通，于放置箱的上端开有若干放置口，所述培养槽为多个，各培养槽分别一一经相对应的放置口放置于放置箱内。

进一步的，所述放置箱的底部为网状结构，于放置箱内的底部处铺设有一层第一海绵层，且各培养槽的底部与第一海绵层的上表面接触。

进一步的，于所述培养槽的上端沿其周向向外延伸有凸缘，所述凸缘下端与放置箱的上端面贴合。

进一步的，于所述培养槽的底部装配有隔离网，于隔离网的上端且位于培养槽内壁铺设有第二海绵层。

进一步的，所述循环养分输送系统包括进口端与循环槽连通的循环泵，所述循环泵的出口端连接有输送总管，所述输送总管通过连通管与输送支管连通，于所述输送支管上连通有若干淋水管，所述淋水管均布于培养槽的上方。

进一步的，所述萌芽装置包括两并排装配于萌芽箱上端的挂杆，于两挂杆之间沿挂杆的长度方向间隔设置有若干萌发袋，各萌发袋的上端两侧勾挂于两挂杆上。

进一步的，于所述萌芽箱上端且位于两挂杆之间并排安装有多根蓄有营养液的滴水管，各滴水管沿萌发袋的排列方向延伸至萌芽箱的两相对侧壁上。

本实用新型由于采用了上述的结构，其与现有技术相比，所取得的技术进步在于：本实用新型提供了应用于X光根系扫描的合适的幼苗培育方法与生长容器，通过对植物根系的动态生长过程的扫描可以无损观测植物根系，直接反映根系的三维分布；利用X光根系扫描方法获得的图像可以分析植物的总根长、根表面积与根分支数等许多参数，可以直观比较不同品种植物的差异；另外，改变营养液的配比可以观察植物根系对各营养元素的响应，在营养液中添加PEG、NaCl等渗透溶液还可以研究植物在胁迫条件下根系的生长动态；因此本实用新型还可以应用到研究植物根系生长与养分、逆境胁迫的关系，综上可知，克服了应用于X光根系扫描的植物栽培技术难题，并实现无损的动态化根系生长监测，结合计算机图像分析可以快速得到根系原位构型、根长、根系直径、根表面积、细根比例等重要根系参数，进而实现简单便捷、高效精确、可高通量培养等目的。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。

在附图中：

图1为本实用新型实施例萌芽装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例萌芽装置去除萌发袋的结构示意图；

图3为图2中A部位的放大图；

图4为本实用新型实施例萌发袋的结构示意图；

图5为本实用新型实施例循环槽、培养槽、循环养分输送系统及放置箱组装后的结构示意图；

图6为图5的横向结构剖视图；

图7为图5中B部位的放大图；

图8为图5中C部位的放大图；

图9为本实用新型实施例放置箱的结构示意图；

图10为本实用新型实施例放置箱的另一角度的结构示意图；

图11为本实用新型实施例培养槽的结构剖视图；

图12为本实用新型实施例循环槽的结构示意图；

图13为图5另一角度的结构示意图。

标注部件：1-萌芽箱，2-挂杆，201-卡块，202-杆体，203-挂槽，204-挡圈，3-萌发袋，301-挂钩，4-滴水管，5-泄水管，6-放置箱，601-放置口，7-培养槽，701-凸缘，8-循环槽，801-支撑凸起，802-循环泵接头，803-补液口，804-放液口，9-循环泵，10-输送总管，11-连通管，12-输送支管，13-淋水管，14-网状结构，15-第一海绵层，16-隔离网，17-第二海绵层，18-EPS泡沫滤珠。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明。应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

近年来由于扫描成像技术的进步，开发出了可见光扫描，激光和X-ray根系扫描技术，为获取根系的结构参数提供了便捷的方法，其中低能X光扫描具有准确度高，可原位扫描，无损获得三维图像等优点，本实用新型植物培养装置及培养方法，使X射线可以穿透并对扫描图像的分辨率没有干扰，并且可以模拟土壤条件，观测到根系的正常生长动态，能够有效地进行高通量X光根系扫描。

本实用新型公开了一种用于X光植物原位根系观测的培养装置，如图1-13所示，包括循环槽8、培养槽7、萌芽装置及循环养分输送系统。其中，培养槽7的底部放置在循环槽8上端，且培养槽7的顶部开口。培养槽7具有种植腔，种植腔用于种植由萌芽装置萌芽后的植物，且种植腔与循环槽8连通。在种植腔内填充有EPS泡沫滤珠18，EPS泡沫滤珠18作为植物的生长介质。培养槽7为聚乙烯泡沫板制成，循环养分输送系统设置在培养槽7与循环槽8之间。本实用新型的工作原理：本实用新型选用了聚乙烯泡沫板拼接制作长方体的培养槽7，EPS泡沫滤珠18作为生长介质，X光可以穿透低密度的聚乙烯塑料，循环养分输送系统将营养液由培养槽7上部供给培养槽7内的植株，EPS泡沫滤珠18的间隙可以维持一定的水分，并且不会影响X光的穿透能力，通过扫描之后的计算机图像处理技术可以过滤掉聚乙烯培养槽7与培养介质，精确的选择根系图像数据，减少背景干扰。本实用新型的优势在于：本实用新型提供了应用于X光根系扫描的合适的幼苗培育方法与生长容器，通过对植物根系的动态生长过程的扫描可以无损观测植物根系，直接反映根系的三维分布；利用X光根系扫描方法获得的图像可以分析植物的总根长、根表面积与根分支数等许多参数，可以直观比较不同品种植物的差异；另外，改变营养液的配比可以观察植物根系对各营养元素的响应，在营养液中添加PEG、NaCl等渗透溶液还可以研究植物在胁迫条件下根系的生长动态；因此本实用新型还可以应用到研究植物根系生长与养分、逆境胁迫的关系。

作为本实用新型一个优选的实施例，在循环槽8上放置有放置箱6，循环槽8的上部内侧构造有向内延伸的支撑凸起801，放置箱6装配在循环槽8上部，且放置箱6的底部被支撑凸起801支撑。放置箱6的底部与循环槽8连通，在放置箱6的上端开有多个放置口601，本实施例的培养槽7为多个，每个培养槽7分别一一经相对应的放置口601放置于放置箱6内，这样利于多个植株的批量培养，以实现检测后的结合对比，减少误差。本实施例放置箱6的底部为网状结构14，在放置箱6内的底部处铺设有一层第一海绵层15，且各个培养槽7的底部与第一海绵层15的上表面接触。多余的营养液通过EPS泡沫滤珠18的间隙由培养槽7的底部通过第一海绵层15、网状结构14后流入循环槽8内。在循环槽8的上部和下部分别设置有补液口803和放液口804，补液口803和放液口804分别用于补充循环槽8内的营养液和放掉过期的营养液。本实施例在培养槽7的上端沿其周向向外延伸有凸缘701，凸缘701下端与放置箱6的上端面贴合，用于支撑培养槽7。

作为本实用新型一个优选的实施例，且采用的渗水和隔离的部件替换第一海绵层15和网状结构14，具体的，培养槽7的底部装配有隔离网16，在隔离网16的上端且位于培养槽7内壁铺设有第二海绵层17。这样设置的目的是，各个培养槽7为独立的个体，便于单个培养槽7的取出过程中，避免培养槽7内的EPS泡沫滤珠18由培养槽7的底部逃逸出去。

作为本实用新型一个优选的实施例，第一海绵层15和第二海绵层17为灰色中高密度海绵制成。

作为本实用新型一个优选的实施例，循环养分输送系统包括进口端与循环槽8上的循环泵接头802连通的循环泵9，循环泵接头802位于循环槽8的下部位置处，循环泵9的出口端连接有输送总管10，该输送总管10通过连通管11与多根输送支管12连通，每根输送支管12设置在相对应的培养槽7上方，在输送支管12上连通有多根淋水管13，这些淋水管13均布于相对应的培养槽7的上方，用以为培养槽7内的植株输送营养液。本实施例循环泵9为一个可定时的抽水泵，能够定时输送营养到每棵植物。并利用抽水泵作为循环养分输送系统的动力，滴灌的时间与流速根据情况设置，培养过程中使用最大流速，每五分钟间歇灌水一分钟。

作为本实用新型一个优选的实施例，萌芽装置包括两并排装配于萌芽箱1上端的挂杆2，在两个挂杆2之间沿挂杆2的长度方向间隔设置有多个萌发袋3，各个萌发袋3的上端两侧勾挂于两挂杆2上。具体的，挂杆2通过形成在其两端的卡块201卡接在萌芽箱1上，为了防止挂杆2窜动，在挂杆2的两端螺纹连接有挡圈204，挡圈204与萌芽箱1相对应的侧壁相抵，在两挂杆2相互靠近的一侧焊接有杆体202，杆体202与相对应的挂杆2之间形成挂槽203。在萌发袋3的上端两侧分别构造有挂钩301，两挂钩301分别经相对应的挂槽203勾挂在杆体202上。本实施例为了便于萌发袋3布水，在萌芽箱1上端且位于两挂杆2之间并排安装有多根蓄有营养液的滴水管4，各个滴水管4沿萌发袋3的排列方向延伸至萌芽箱1的两相对侧壁上。通过向滴水管4内注营养液，使得营养液经滴水管4均匀地供给萌发袋3内的种子或幼苗。本实施例在萌芽箱1侧壁的下部连通有泄水管5，用于将萌芽箱1内的变质营养液排出。

本实用新型还公开了一种用于X光植物原位根系观测的植物培养方法，包括如下步骤：

S1、幼苗培育：种子使用5％次氯酸钠溶液浸泡5分钟灭菌，之后用蒸馏水洗净浸泡；待种子刚刚出芽后，移到种子萌发袋3中，加入10ml霍格兰营养液，放置在萌芽箱1上保持萌发袋3直立，可维持根系垂直生长，并根据生长情况增加营养液；

S2、幼苗移栽：待植物根系长到9-11cm，剪开种子萌发袋3，同时不要破坏植物根系，根系垂直悬挂固定在培养槽7的中间，再灌满EPS泡沫滤珠18；

S3、生长培养：将循环槽8内注入营养液，打开循环泵9，开始定时循环滴灌营养液，维持植物正常生长；

S4、根系扫描：根据不同的生长时期，暂停滴灌，稍沥过水流，取出培养槽7并将其放入X光根系扫描仪器中获取根系图像；同时对地上部分的株高、叶面积生理生长指标进行持续观测。

综上可知，克服了应用于X光根系扫描的植物栽培技术难题，并实现无损的动态化根系生长监测，结合计算机图像分析可以快速得到根系原位构型、根长、根系直径、根表面积、细根比例等重要根系参数，进而实现简单便捷、高效精确、可高通量培养等目的。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型权利要求保护的范围之内。

一种用于X光植物原位根系观测的培养装置专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。