本發(fā)明涉及一種用于原位收集根系揮發(fā)物的試驗裝置及方法。

背景技術：

植物揮發(fā)性有機物（volatile organic compounds；VOCs）是通過植物體內的次生代謝途徑合成的低沸點、易揮發(fā)的小分子化合物，含量低，化學活性高，在生態(tài)系統(tǒng)中是重要的化學信息傳遞物質，可由植物的地上部分（如，花、果、葉）和根等不同器官釋放產(chǎn)生。目前已從90多種不同科、屬植物中鑒定出1700多種揮發(fā)性有機物，其組成成分主要包括萜類、烷烴、烯烴、醇類、醛類、酯類、含羧基和羧基類等化合物。其中萜類物質是構成植物VOCs組分的重要成分。這些VOCs廣泛存在于空氣中，較大程度地影響空氣質量和人體健康；在森林生態(tài)系統(tǒng)中，VOCs是植物發(fā)育和繁衍、介導植物與植物之間通訊以及抵抗生物和非生物脅迫逆境等重要手段。

與地上部分相比，植物根系釋放的揮發(fā)物含量較少，原位收集困難，導致對其含量和成分等生物生理學功能的研究進展較慢?？梢?，如何便捷、準確、及時地收集根系揮發(fā)物，對其定性和定量研究具重要意義。

技術實現(xiàn)要素：

鑒于現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種用于原位收集根系揮發(fā)物的試驗裝置及方法，不僅結構設計合理，而且高效便捷。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明的技術方案是：一種用于原位收集根系揮發(fā)物的試驗裝置，包括用以植物苗木生長的箱體，所述箱體的四個側壁與底部封閉，所述箱體的頂部設置有可啟閉的左頂蓋與右頂蓋，所述左頂蓋與右頂蓋之間設置有用以植物苗木貫穿的種植槽，所述箱體的底部經(jīng)進氣孔順序外接進氣管道、氣體流量計、空氣凈化器以及空氣壓縮機，所述箱體的頂部經(jīng)出氣孔順序外接出氣管道以及氣體收集袋。

優(yōu)選的，所述左頂蓋與右頂蓋大小相等。

優(yōu)選的，所述左頂蓋、右頂蓋與箱體的兩側壁滑動連接或鉸接。

優(yōu)選的，所述箱體的內腔底部盤繞有輔助管道，所述輔助管道經(jīng)進氣孔接入進氣管道，所述輔助管道上布置有若干朝上的通氣孔。

一種用于原位收集根系揮發(fā)物的試驗方法，包括上述任意一種用于原位收集根系揮發(fā)物的試驗裝置，包含以下步驟：

（1）取一定數(shù)量植物幼苗，取一定數(shù)量箱體，打開每個箱體的左頂蓋與右頂蓋，在每個箱體內放置不同養(yǎng)分濃度的培養(yǎng)基質；

（2）每個箱體均分配有等數(shù)量的植物幼苗，合擾左頂蓋與右頂蓋，植物幼苗的根基部剛好處于左頂蓋與右頂蓋之間的種植槽，當種植槽與植物幼苗的根基部之間留有空隙，在植物幼苗的根基部處包裹一層棉花以填充種植槽與植物幼苗的根基部之間空隙；

（3）將氣體收集袋、出氣管道順序接入出氣孔，將空氣壓縮機、氣體流量計與進氣管道順序連接；

（4）啟動空氣壓縮機，將氣體流量計讀數(shù)調至預設的氣流量，通氣一定時間，排盡進氣管道中的原有空氣后，將進氣管道順序接入進氣孔，打開氣體收集袋的開關，經(jīng)預定時間，待氣體收集袋充滿氣體，先關閉氣體收集袋開關，再關閉空氣壓縮機；

（5）試驗結束，取氣體收集袋中的氣樣進行定性和定量測定。

優(yōu)選的，在合擾所述左頂蓋與右頂蓋后，利用保鮮膜沿著左頂蓋與右頂蓋的接合線方向纏繞數(shù)圈。

優(yōu)選的，所述箱體的內腔底部盤繞有輔助管道，所述輔助管道經(jīng)進氣孔接入進氣管道，所述輔助管道上布置有若干朝上的通氣孔，所述通氣孔的直徑為1~2mm。

優(yōu)選的，利用氣相色譜-質譜聯(lián)用儀（GC-MS）檢測每一個氣體收集袋中根系釋放的揮發(fā)物，進行定性和定量分析。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果：本發(fā)明其整體結構簡單，造價低廉，取材和制作方便，尤其是能在現(xiàn)實栽培條件下進行無損根系、實時、連續(xù)、準確收集和分析根系揮發(fā)物的數(shù)量、種類等特性指標。

下面結合附圖和具體實施方式對本發(fā)明做進一步詳細的說明。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例的整體構造示意圖。

圖2為本發(fā)明實施例左頂蓋與右頂蓋的構造示意圖。

圖中：1-箱體，11-左頂蓋，12-右頂蓋，13-種植槽，2-進氣孔，3-進氣管道，4-氣體流量計，5-空氣凈化器，6-空氣壓縮機，7-出氣孔，8-出氣管道，9-氣體收集袋，10-輔助管道，101-通氣孔。

具體實施方式

為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合附圖，作詳細說明如下。

如圖1~2所示，一種用于原位收集根系揮發(fā)物的試驗裝置，包括用以植物苗木生長的箱體1，所述箱體1的四個側壁與底部封閉，所述箱體1的頂部設置有可啟閉的左頂蓋11與右頂蓋12，所述左頂蓋11與右頂蓋12之間設置有用以植物苗木貫穿的種植槽13，所述箱體1的底部經(jīng)進氣孔2順序外接進氣管道3、氣體流量計4、空氣凈化器5以及空氣壓縮機6，所述箱體1的頂部經(jīng)出氣孔7順序外接出氣管道8以及氣體收集袋9；優(yōu)選的，所述箱體1的四個側壁、底部以及左頂蓋11與右頂蓋12均為5 mm厚的亞克力材料或玻璃制成，箱體接縫處宜采用熱熔工藝，禁用工業(yè)膠水，以防膠水釋放的化學揮發(fā)物影響研究效果，亞克力或玻璃無味，密閉性好；優(yōu)選的，所述空氣凈化器5采用活性炭柱，所述活性炭柱為亞克力或玻璃材料柱體外殼，內填粒狀活性炭，充滿整個柱體，以保證空氣潔凈不含雜質。

在本發(fā)明實施例中，所述左頂蓋11與右頂蓋12大小相等。

在本發(fā)明實施例中，所述左頂蓋11、右頂蓋12與箱體1的兩側壁滑動連接或鉸接。

在本發(fā)明實施例中，所述箱體1的內腔底部盤繞有輔助管道10，所述輔助管道10經(jīng)進氣孔2接入進氣管道3，所述輔助管道10上布置有若干朝上的通氣孔101，以保證由進氣孔2進入箱體1的氣體能夠均勻分布，且從箱體1的底部將所有根系釋放的揮發(fā)物趕至出氣孔7。

在本發(fā)明實施例中，一種用于原位收集根系揮發(fā)物的試驗方法，包括上述任意一種用于原位收集根系揮發(fā)物的試驗裝置，包含以下步驟：

（1）取一定數(shù)量植物幼苗，取一定數(shù)量箱體1，打開每個箱體1的左頂蓋11與右頂蓋12，在每個箱體1內放置不同養(yǎng)分濃度的培養(yǎng)基質，所述培養(yǎng)基質為沙土與水晶泥以3:1的體積比混合，混合前先用清水洗凈沙土至水清，無渾濁，風干待用，水晶泥分別浸泡于全營養(yǎng)液和缺磷營養(yǎng)液中2天；

（2）每個箱體1均分配有等數(shù)量的植物幼苗，合擾左頂蓋11與右頂蓋12，植物幼苗伸入培養(yǎng)基質，植物幼苗的根基部剛好處于左頂蓋11與右頂蓋12之間的種植槽13，種植槽13位于左頂蓋11與右頂蓋12接合線的中央處，植物幼苗也剛好位于箱體1的中央處，當種植槽13與植物幼苗的根基部之間留有空隙，在植物幼苗的根基部處包裹一層棉花以填充種植槽13與植物幼苗的根基部之間空隙，既能保護幼苗的根基部免受左頂蓋11與右頂蓋12的擠壓損傷，也可在一定空氣壓力內防止根系釋放揮發(fā)物的流失；

（3）將氣體收集袋9和出氣管道8順序接入出氣孔7，將空氣壓縮機6和氣體流量計4順序接入進氣管道3；

（4）啟動空氣壓縮機6，將氣體流量計4讀數(shù)調至預設的氣流量，通氣一定時間，優(yōu)選2分鐘以上，排盡進氣管道3中的原有空氣后，將進氣管道順序3接入進氣孔2，打開氣體收集袋9的開關，經(jīng)預定時間，待氣體收集袋9充滿氣體，先關閉氣體收集袋9開關，再關閉空氣壓縮機6；

（5）試驗結束，取氣體收集袋9中的氣樣進行定性和定量測定。

在本發(fā)明實施例中，為了更好地進行定性和定量測定，設置對照組，對照組中箱體上不培養(yǎng)植物幼苗，箱體內放置與步驟（1）相同的培養(yǎng)基質，其余各個部件與操作步驟均與上述一致。

在本發(fā)明實施例中，為了保證接縫緊密不漏水，在合擾所述左頂蓋11與右頂蓋12后，利用保鮮膜沿著左頂蓋11與右頂蓋12的接合線方向纏繞數(shù)圈。

在本發(fā)明實施例中，所述箱體1的內腔底部盤繞有輔助管道10，所述輔助管道10經(jīng)進氣孔2接入進氣管道3，所述輔助管道10上布置有若干朝上的通氣孔101，所述通氣孔101的直徑為1~2mm。

在本發(fā)明實施例中，試驗期間，氣體收集袋9、箱體1、氣體流量計4、空氣凈化器5以及空氣壓縮機6之間接通良好，均無漏氣。

在本發(fā)明實施例中，利用氣相色譜-質譜聯(lián)用儀（GC-MS）檢測每一個氣體收集袋9中根系釋放的揮發(fā)物，進行定性和定量分析。

本發(fā)明不局限于上述最佳實施方式，任何人在本發(fā)明的啟示下都可以得出其他各種形式的用于原位收集根系揮發(fā)物的試驗裝置及方法。凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應屬本發(fā)明的涵蓋范圍。