繪制根際平面pH分布圖的裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種繪制根際平面pH分布圖的裝置，包括：運(yùn)動(dòng)軸、pH計(jì)、轉(zhuǎn)換控制器、導(dǎo)管、步進(jìn)電機(jī)、溶液吸收器及掃描頭；其中所述運(yùn)動(dòng)軸包括一根豎直軸及兩根水平軸，其中兩根水平軸平行放置，所述豎直軸兩端分別設(shè)于水平軸上，并可在其上水平移動(dòng)；所述溶液吸收器與掃描頭并列設(shè)置在豎直軸上，并通過(guò)步進(jìn)電機(jī)連接到轉(zhuǎn)換控制器上；所述溶液吸收器通過(guò)導(dǎo)管連接所述pH計(jì)。通過(guò)上述方式，本實(shí)用新型可以繪制根系的二維結(jié)構(gòu)，并且分析根系的pH的二維時(shí)空分布特征，以期進(jìn)一步了解植物根系形態(tài)，根系分泌物對(duì)土壤根際微域的化學(xué)特征pH的影響進(jìn)而深入認(rèn)識(shí)根際環(huán)境中，養(yǎng)分或污染物的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律。
【專利說(shuō)明】
繪制根際平面pH分布圖的裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及土壤檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種繪制根際平面pH分布圖的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]pH是表征土壤環(huán)境，特別是植物化學(xué)特征的重要參數(shù)之一。通常說(shuō)來(lái)土壤中植物會(huì)產(chǎn)出大量的根系分泌物，能夠擾動(dòng)根際土壤物質(zhì)的迀移，并影響根域微環(huán)境的物理與化學(xué)特征。土壤根際體系的pH分布特征也會(huì)受根系分泌物的影響而發(fā)生顯著改變進(jìn)而影響體系養(yǎng)分，并影響著污染物的化學(xué)環(huán)境行為和迀移轉(zhuǎn)化特征。因此，植物根系存在下土壤中PH等重要土壤地球化學(xué)參數(shù)的時(shí)空分布與變化規(guī)律近年來(lái)受到越來(lái)越多的關(guān)注。但是，根際微區(qū)是只有0.1-0.4mm左右的區(qū)域，目前傳統(tǒng)的化學(xué)測(cè)量法只能對(duì)植物根際土壤的pH進(jìn)行一維的破壞性測(cè)量，因此應(yīng)用傳統(tǒng)的技術(shù)要原位的測(cè)定其中二維時(shí)空的變化，相當(dāng)困難。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是:提出一種繪制根際平面pH分布圖的方案，可獲取根系PH的二維時(shí)空分布特征，以進(jìn)一步了解植物根系形態(tài)，根系分泌物對(duì)土壤根際微域的化學(xué)特征PH的影響，進(jìn)而深入認(rèn)識(shí)根際環(huán)境中，養(yǎng)分或污染物的迀移轉(zhuǎn)化規(guī)律。
[0004]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:提供一種繪制根際平面pH分布圖的裝置，包括:運(yùn)動(dòng)軸、pH計(jì)、轉(zhuǎn)換控制器、導(dǎo)管、步進(jìn)電機(jī)、溶液吸收器及掃描頭；其中
[0005]所述運(yùn)動(dòng)軸包括一根豎直軸及兩根水平軸，其中兩根水平軸平行放置，所述豎直軸兩端分別設(shè)于水平軸上，并可在其上水平移動(dòng)；
[0006]所述溶液吸收器與掃描頭并列設(shè)置在豎直軸上，并通過(guò)步進(jìn)電機(jī)連接到轉(zhuǎn)換控制器上；
[0007]所述溶液吸收器通過(guò)導(dǎo)管連接所述pH計(jì)。
[0008]其中，所述步進(jìn)電機(jī)包括水平步進(jìn)電機(jī)及豎直步進(jìn)電機(jī)，所述水平步進(jìn)電機(jī)及豎直步進(jìn)電機(jī)均通過(guò)導(dǎo)線連接所述溶液吸收器、掃描頭及轉(zhuǎn)換控制器。
[0009]其中，還包括根箱，根箱內(nèi)裝有土壤及植株，植株根系位于土壤內(nèi)。
[0010]其中，所述水平軸分別設(shè)于所述根箱的頂部與底部，所述土壤位于水平軸之間，所述溶液吸收器與植株根系及土壤接觸，并吸收土壤根際水溶液后，通過(guò)導(dǎo)管進(jìn)入PH計(jì)中。
[0011]其中，還包括計(jì)算機(jī)，分別連接pH計(jì)及轉(zhuǎn)換控制器;其中
[0012]掃描頭采集根系結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)后，通過(guò)轉(zhuǎn)換控制器轉(zhuǎn)換成電流數(shù)據(jù)，計(jì)算機(jī)繪制根系二維結(jié)構(gòu)圖；
[0013]pH計(jì)測(cè)定土壤中的pH值后，根據(jù)根系二維結(jié)構(gòu)圖，計(jì)算機(jī)繪制根際平面pH分布圖。
[0014]本實(shí)用新型的有益效果在于:區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型通過(guò)兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)控制溶液吸收器與掃描頭在水平、豎直方向采集根系結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)與PH數(shù)據(jù)，繪制二維pH分布圖。通過(guò)上述方式，本實(shí)用新型可以繪制根系的二維結(jié)構(gòu)，并且分析根系的pH的二維時(shí)空分布特征，以期進(jìn)一步了解植物根系形態(tài)，根系分泌物對(duì)土壤根際微域的化學(xué)特征PH的影響進(jìn)而深入認(rèn)識(shí)根際環(huán)境中，養(yǎng)分或污染物的迀移轉(zhuǎn)化規(guī)律。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型的裝置結(jié)構(gòu)布置示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]為詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容、所實(shí)現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實(shí)施方式并配合附圖予以說(shuō)明。
[0017]本實(shí)用新型最關(guān)鍵的構(gòu)思在于:通過(guò)兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)控制溶液吸收器與掃描頭在水平、豎直方向采集根系結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)與PH數(shù)據(jù)，繪制二維pH分布圖。
[0018]請(qǐng)參照?qǐng)D1，本實(shí)用新型實(shí)施例一提供一種繪制根際平面pH分布圖的裝置，包括:運(yùn)動(dòng)軸1、pH計(jì)2、轉(zhuǎn)換控制器3、導(dǎo)管4、步進(jìn)電機(jī)5、溶液吸收器6及掃描頭7;其中
[0019]所述運(yùn)動(dòng)軸I包括一根豎直軸11及兩根水平軸12，其中兩根水平軸12平行放置，所述豎直軸11兩端分別設(shè)于水平軸11上，并可在其上水平移動(dòng)；
[0020]所述溶液吸收器6與掃描頭7并列設(shè)置在豎直軸上，并通過(guò)步進(jìn)電機(jī)5連接到轉(zhuǎn)換控制器3上；
[0021 ]所述溶液吸收器6通過(guò)導(dǎo)管4連接所述pH計(jì)2。
[0022]區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型通過(guò)步進(jìn)電機(jī)控制溶液吸收器與掃描頭在水平、豎直方向采集根系結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)與PH數(shù)據(jù)，繪制二維pH分布圖。通過(guò)上述方式，本實(shí)用新型可以繪制根系的二維結(jié)構(gòu)，并且分析根系的PH的二維時(shí)空分布特征，以期進(jìn)一步了解植物根系形態(tài)，根系分泌物對(duì)土壤根際微域的化學(xué)特征pH的影響進(jìn)而深入認(rèn)識(shí)根際環(huán)境中，養(yǎng)分或污染物的迀移轉(zhuǎn)化規(guī)律。
[0023]具體地，所述步進(jìn)電機(jī)5包括水平步進(jìn)電機(jī)51及豎直步進(jìn)電機(jī)52，所述水平步進(jìn)電機(jī)51及豎直步進(jìn)電機(jī)52分別通過(guò)導(dǎo)線連接所述溶液吸收器6、掃描頭7及轉(zhuǎn)換控制器3，也就是說(shuō)，兩個(gè)電機(jī)均與溶液吸收器6、掃描頭7及轉(zhuǎn)換控制器3三者相連。其中，水平步進(jìn)電機(jī)51及豎直步進(jìn)電機(jī)52分別控制所述溶液吸收器6、掃描頭7進(jìn)行水平運(yùn)動(dòng)與豎直運(yùn)動(dòng)，以采集土壤溶液及根系結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)。
[0024]為了避免受到外界因素打擾，本實(shí)用新型所述裝置還包括根箱8，根箱8內(nèi)裝有土壤及植株9，植株9的根系10位于土壤內(nèi)。
[0025]為了可全面采集土壤中的溶液pH數(shù)據(jù)及根系二維結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型將所述水平軸11分別設(shè)于所述根箱8的頂部與底部，所述土壤位于水平軸11之間，所述溶液吸收器6與植株根系10與土壤接觸，并吸收土壤根際水溶液后，通過(guò)導(dǎo)管4進(jìn)入pH計(jì)2中。
[0026]為了可對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并繪制相關(guān)制圖，本實(shí)用新型還包括計(jì)算機(jī)13，分別連接pH計(jì)2及轉(zhuǎn)換控制器3;其中
[0027]掃描頭7采集根系結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)后，通過(guò)轉(zhuǎn)換控制器3轉(zhuǎn)換成電流數(shù)據(jù)，計(jì)算機(jī)13繪制根系二維結(jié)構(gòu)圖；
[0028]pH計(jì)2測(cè)定土壤中的pH值后，根據(jù)根系二維結(jié)構(gòu)圖，計(jì)算機(jī)13繪制根際平面pH分布圖。
[0029]對(duì)應(yīng)地，在實(shí)施例一裝置的基礎(chǔ)上，本實(shí)用新型實(shí)施例二還提供一種繪制根際平面pH分布圖的方法，包括:
[0030]步進(jìn)電機(jī)5控制溶液吸收器與掃描頭7在水平、豎直方向上移動(dòng)；
[0031 ] 溶液吸收器6吸收土壤根際水溶液后，通過(guò)導(dǎo)管4進(jìn)入pH計(jì)中；
[0032]掃描頭7采集根系結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)后，計(jì)算機(jī)13繪制根系二維結(jié)構(gòu)圖；
[0033]pH計(jì)2測(cè)定土壤中的pH值后，計(jì)算機(jī)13在根系二維結(jié)構(gòu)圖的基礎(chǔ)上繪制根際平面pH分布圖。
[0034]具體地，將溶液吸收器6(微量)置于玻璃根箱8內(nèi)部，可直接與根系及土壤接觸，吸收土壤根際水溶液。
[0035]同時(shí)將溶液吸收器6與掃描頭7(微型)并列安置在豎直軸11上，用來(lái)掃描根系結(jié)構(gòu)和形態(tài)。
[0036]上述溶液吸收器6與掃描頭7通過(guò)連接線連接的兩個(gè)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)5，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)5連接轉(zhuǎn)換控制器3，控制溶液吸收器6與掃描頭7來(lái)回在水平和垂直方向采集土壤溶液和掃描根系結(jié)構(gòu)，并通過(guò)4導(dǎo)管將溶液吸進(jìn)pH計(jì)23中，測(cè)定每個(gè)點(diǎn)的pH，通過(guò)軟件進(jìn)而能夠?qū)?shù)據(jù)點(diǎn)整合，而繪制整個(gè)根際平面pH。
[0037]將掃描頭7的數(shù)據(jù)通過(guò)轉(zhuǎn)換控制器3轉(zhuǎn)換之后，轉(zhuǎn)換成電流數(shù)據(jù)，最后傳到電腦I，通過(guò)軟件計(jì)算出根系二維結(jié)構(gòu)，繪制成圖。
[0038]本實(shí)用新型所述的裝置和方法通過(guò)根系形態(tài)以及根系分泌物對(duì)土壤根際微域的PH特征的影響，進(jìn)而深入認(rèn)識(shí)根際環(huán)境中，養(yǎng)分或污染物變化的響應(yīng)機(jī)制。
[0039]該裝置可移動(dòng)的平面掃描儀和微量土壤溶液吸收器進(jìn)行應(yīng)用，用于繪制根系的二維結(jié)構(gòu)，并且分析根系的PH的二維時(shí)空分布特征，以期進(jìn)一步了解植物根系形態(tài)，根系分泌物對(duì)土壤根際微域的化學(xué)特征pH的影響進(jìn)而深入認(rèn)識(shí)根際環(huán)境中，養(yǎng)分或污染物的迀移轉(zhuǎn)化規(guī)律。
[0040]以上所述僅為本實(shí)用新型的實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡是利用本實(shí)用新型說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所作的等同變換，或直接或間接運(yùn)用在相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種繪制根際平面pH分布圖的裝置，其特征在于，包括:運(yùn)動(dòng)軸、pH計(jì)、轉(zhuǎn)換控制器、導(dǎo)管、步進(jìn)電機(jī)、溶液吸收器及掃描頭;其中 所述運(yùn)動(dòng)軸包括一根豎直軸及兩根水平軸，其中兩根水平軸平行放置，所述豎直軸兩端分別設(shè)于水平軸上，并可在其上水平移動(dòng)； 所述溶液吸收器與掃描頭并列設(shè)置在豎直軸上，并通過(guò)步進(jìn)電機(jī)連接到轉(zhuǎn)換控制器上； 所述溶液吸收器通過(guò)導(dǎo)管連接所述PH計(jì)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述繪制根際平面pH分布圖的裝置，其特征在于，所述步進(jìn)電機(jī)包括水平步進(jìn)電機(jī)及豎直步進(jìn)電機(jī)，所述水平步進(jìn)電機(jī)及豎直步進(jìn)電機(jī)均通過(guò)導(dǎo)線連接所述溶液吸收器、掃描頭及轉(zhuǎn)換控制器。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述繪制根際平面pH分布圖的裝置，其特征在于，還包括根箱，根箱內(nèi)裝有土壤及植株，植株根系位于土壤內(nèi)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述繪制根際平面pH分布圖的裝置，其特征在于，所述水平軸分別設(shè)于所述根箱的頂部與底部，所述土壤位于水平軸之間，所述溶液吸收器與植株根系及土壤接觸，并吸收土壤根際水溶液后，通過(guò)導(dǎo)管進(jìn)入PH計(jì)中。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述繪制根際平面pH分布圖的裝置，其特征在于，還包括計(jì)算機(jī)，分別連接pH計(jì)及轉(zhuǎn)換控制器;其中 掃描頭采集根系結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)后，通過(guò)轉(zhuǎn)換控制器轉(zhuǎn)換成電流數(shù)據(jù)，計(jì)算機(jī)繪制根系二維結(jié)構(gòu)圖； pH計(jì)測(cè)定土壤中的pH值后，根據(jù)根系二維結(jié)構(gòu)圖，計(jì)算機(jī)繪制根際平面pH分布圖。
【文檔編號(hào)】G01N33/24GK205670153SQ201620577725
【公開(kāi)日】2016年11月2日
【申請(qǐng)日】2016年6月13日
【發(fā)明人】周垂帆, 殷丹陽(yáng), 李瑩, 吳鵬飛, 馬祥慶
【申請(qǐng)人】福建農(nóng)林大學(xué)