[实用新型]植物压力耦合装置

说明书

技术领域：

本实用新型涉及一种植物压力耦合装置，属于压力耦合技术领域。 

背景技术：

随着全球气温的逐年升高，水资源量日益紧缺、土壤干旱导致作物减产，加之不合理的施肥等等，使得生态环境也遭受到了很大的破坏，影响了农业的发展。近年来，随着节水事业的发展，农业节水已经成为一个重点发展趋势，尤其是作物生理节水已经成为农业水土工程、生态水文学、气象学等众多学科的一个交叉课题。 

在土壤-植物-大气连续体的研究过程中，水分作为一种重要的介质，它在土壤-植物-大气连续体系统中的运动与植物的水势、植物的水力阻力有直接的关系。植物的水势、水力结构受到周围环境因素的影响较为敏感。在植物水分生理研究过程中，植物的水势、植物组织的导水率(根系、冠层及枝条)或者植物的水力阻力往往可以反应出周围环境对植物的影响程度，在植物的节水灌溉、抗旱栽培、提高产能等方面是多学科共同研究和探讨的一个重点内容。 

在用压力室、高压流速仪等测定植物导水率、导水阻力及植物水势的过程中，需要将植物组织与高压导管紧密的连接在一起。但是由于各种仪器都存在一个共同的缺点，即在耦合过程中植物组织受压容易变形或者损伤，这对植物导水率测定结果的准确性有较大的影响。如何将植物组织与高压导管有效地耦合在一起，同时对植物组织不会造成损伤及破坏(或者说对测量结果产生较小的影响)是一个比较困难的问题。本发明重点针对：(1)减小耦合过程中压应力过于集中造成植物组织的损 伤和破坏；(2)均匀分布散耦合压应力，使得内部摩擦阻力增加，降低和减小测量过程中漏水的可能性。 

植物水势：一般指水流的趋势，是推动水在生物体内移动的势能。水在土壤-植物-大气连续体中总是从水势较高处向水势较低处移动。 

植物导水率(水力阻力)：植物导水率为通过木质部的流速与沿木质部压力梯度的比值。 

压力室法：植物叶片通过蒸腾作用产生蒸腾拉力。导管中的水分由于内聚力的作用而形成连续的水柱。因此，对于蒸腾着的植物，其导管中的水柱由于蒸腾拉力的作用，使水分连贯地向上运输。当叶片或枝条被切断时，木质部中的液流由于张力解除迅速缩回木质部。将叶片装入压力室钢筒，切口朝外，逐渐加压，直到导管中的液流恰好在切口处显露时，所施加的压力正好抵偿了完整植株导管中的原始负压。 

高压流速仪：用于快速测定植物整体或者组织(器官)导水率、导水阻力的一种设备。通过高压氮气将去离子水压入到植物体(或组织)中，通过升压的方式(恒定的压力梯度，每秒3-5kPa增压)下测定植物的瞬时导水率；在恒定压力条件下(450-550kPa)测出准稳态导水率。 

现有的压力耦合器如图1所示，将耦合器依次按照C-橡胶垫圈1-B的顺序耦合在植物组织上，B、C在耦合的过程中给橡胶垫圈1一个挤压应力，压应力使得橡胶垫圈1的内径挤压收缩，这样橡胶密封垫圈能完全与植物组织外表皮紧密贴实；同时，橡胶垫圈底部受压与耦合器C紧密相贴，防止底部漏水。 

示意图中，A点为高压充水口，连接一根直径较细的导管，导管是通过高压氮气的压力将去离子水充入耦合器B内部，随着耦合器内部压力的增加，去离子水开始进入植物组织内部。 

现有技术一的缺点： 

1、橡胶垫圈采用较硬材质，在耦合连接过程中，容易造成受力区域压力集中，密封橡胶垫圈内壁阻力分布不均匀。 

2、硬质橡胶与植物组织表皮的连接密实性较差，在高压力条件下容易滑出。 

3、该装置很难根据植物木质部的软硬来确定耦合的松紧程度，这些过程都是通过人为操作来控制，很难准确来把握，如果控制不当将对所测结果造成较大的偏差。如，耦合较紧时，使得木质部变形过大，导水阻力也随着增加；如果耦合太松，在加压过程中很容易漏水甚至脱落。 

实用新型内容：

针对上述问题，本实用新型要解决的技术问题是提供一种植物压力耦合装置。 

本实用新型的一种植物压力耦合装置，它包含压力耦合器本体，压力耦合器本体内安装有密封组件，所述的密封组件包含外橡胶垫圈、内橡胶垫圈、金属套环，金属套环的两端均安装有内橡胶垫圈，外橡胶垫圈套接在内橡胶垫圈与金属套环的外部。 

作为优选，所述的内橡胶垫圈的内径范围为0.5cm-5cm。 

作为优选，所述的金属套环的直径为1cm-7cm；金属套环上开设有开口，开口的大小为0.5-2cm，在外部耦合压力作用下开口可以完全闭合。