[发明专利]收集栽培植物根际分泌物的水培装置及水培方法

说明书

本发明公开了一种收集栽培植物根际分泌物的水培装置，包括：摆放架，其为阶梯状的多层层架结构；种植盆，其用于盛放水培营养液，置于所述摆放架的层架上，所述种植盆的盆壁上设有出水孔，所述出水孔与出水管连接；上一层架的所述种植盆的出水管的出水口对应设于下一层架的所述种植盆的盆口处，设于下一层架所述种植盆盆口的上方；以及蓄水池，其包括进水口和出水口，所述进水口与设于最下层层架上的所述种植盆出水管连接，所述出水口通过水泵与水管连接，所述水管的出水口对应设于最上层层架的所述种植盆的盆口处，位于盆口的上方。本发明水培装置，通过对种植盆和蓄水池之间营养液的循环流动，水培种植的自动换水。为植物的生长提供充足的氧气。

技术领域

本发明涉及植物栽培领域，特别涉及一种收集栽培植物根际分泌物的水培装置及水培方法，该水培装置主要用于收集大型植物的根际分泌物，例如甘蔗等。

背景技术

随着科技发展和社会进步，新型的农业栽培模式逐渐得到应用和推广。水培作为新型农业培养方式的一种，以其节约肥料、清洁方便的优势逐渐占领市场。同时，水培技术的应用，为人们深入研究植物根际微域生态的变化以及分析植物生长的主要影响因子提供了极大的便利。

根系分泌物是指植物在生长发育过程中通过根部向生长基质中释放的有机物的总称，包括渗出物、分泌物、脱落物等。植物约有20％的合成物在生长过程中是以根分泌物的形式通过根系向生长基质中进行释放，根系分泌物的形成是植物体代谢过程中重要的生理现象，是调节根际微生态系统活力与功能的关键因素。根系分泌物所含的有机化合物一般在200种以上，分为3类，一类是大分子化合物，主要包括糖、蛋白质、酶和凝胶等；一类是小分子化合物，主要包括酸、酚、酮等；一类是生长激素、黄酮、甾类等。根分泌物组成和含量的变化是植物响应环境胁迫最直接、最明显的反应，是不同生态型植物对其生存环境长期适应的结果。植物根际分泌物特别是植物根系分泌蛋白质组学研究近年来受到广泛的关注。分泌蛋白参与植物相关的根系胞外信号途径、形态发生、细胞凋亡、细胞分化等多种生物过程，并且根系分泌蛋白还对土壤养分有化学活化作用、修饰土壤且提高植物的抗逆能力。特异性根分泌物作为一个重要的遗传性状，在植物营养遗传改良中已受到人们的日益重视，特别是分泌蛋白组的研究已成为国内外学者近年来研究探索的重要领域。

植物根际分泌物的完整收集和分析处理是获得真实可靠研究结果的前提。由于土壤的吸附及土壤所含物质难以控制等原因，所以通过土壤盆栽对植物根系分泌物进行收集存在一定较困难。目前植物根际分泌物的收集方法主要有直接水培收集法，水培法在根系分泌物收集上应用广泛，操作简单，水培液成分控制精准，在一定程度上反映某些特定根系分泌物的变化，并排除土壤微生物等的干扰。然而，由于水培营养液中溶解氧含量低，直接水培收集法一般仅适用于植株生长量较小，其本身需氧量也不大的作物，对于需氧量大的植株或需养量大的生长阶段根部容易因供养不足导致植株生长不良或者出现烂根现象。因此，实际应用上，目前比较常用的根际分泌物收集方法是将作物在土壤基质中生长到一定阶段再移植到水培中进行短期栽培。如此一来，收集到的根际分泌物实际上并不能充分反映或者代表植物根际微域的真实情况。尽管目前已有许多水培装置通过改良后可以一定程度上解决植物水培时的需氧问题，但是，对于一些生长量较大的作物水培条件的需求还是不能完全满足。

甘蔗是一年生禾本科作物，具有生长量大、吸肥多、根系庞大、生长周期长等特点，其生长期一般可达12-18个月，甚至更长。甘蔗的生长周期有个阶段：萌芽期，幼苗期，分蘖期，伸长期和成熟期，甘蔗从分蘖期开始，特别是在伸长期，对水分和养分等营养需要量都非常大，一般的水培装置难以满足分蘖期以后甘蔗生长的需求。然而，要了解甘蔗的根际微域生态，至少要收集其大生长期的根际分泌物进行分析才能获得具有一定的代表性的研究结果。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容