[实用新型]一种CT扫描探测土壤及植物根系结构的可升降测试夹具

说明书

本实用新型属于农业工程技术领域，涉及一种CT扫描探测土壤及植物根系结构的可升降测试夹具，包括插入式的底座和可升降的支架，底座包括底板和固定安装在底板上且两侧为“C”字形滑槽的升降槽，支架能够沿着升降槽上下移动，支架上开设有若干磁条槽，磁条槽内卡设有磁条，升降槽的槽壁上可拆卸安装有与磁条配合使用的磁铁，通过磁铁与磁条的配合使用来调节支架的高度，支架上方开设有放置待检测样品的样品槽，解决了现有CT扫描探测技术所使用的样品夹具高度不能调节，适用性不佳的问题。

技术领域

本实用新型属于农业工程技术领域，涉及一种CT扫描探测土壤及植物根系结构的可升降测试夹具。

背景技术

土壤所构成的土壤圈是自然环境中物质循环和能量转换的重要场所，是生态环境最活跃最富生命力的圈层之一。由于环境变迁、人口增长和生态环境的破坏，土壤所面临的问题日益严重。近年来，国家在农业、环境等方面的科研重点均提到了土地结构、水土流失、土壤污染等问题。我国作为一个农业大国，土壤质量是农业发展立足之本。作为植株体不可分割的一个有机组成部分，植物根系在植物生命活动中具有多方面的功能，其最重要的作用是在植物营养与代谢合成中占有重要地位。植物根系不仅仅是一个吸收器官，而且是地上地下物质与信息交换的两大系统之一。该两系统相互依存、相互制约，具有明显的相关性。多年来的研究结果认为，植物根系在其生长发育过程中可以合成氨基酸、激素和其他生理活性物质等，并与地上部有关器官互通有无，从而保证了整株植物生长发育的正常进行。此外，根系还是品种的基本特性之一，是植物生长发育壮弱的衡量指标，还可以作为对土壤物理、化学等环境综合反映的指标等。早在20世纪30年代，weaver就指出，要科学地理解作物生产，就必须全面地认识作物根系发育、根系分布、不同生育时期根系吸收水分养分的活力，以及不同环境条件下的根系变化。一般认为，由于根系在植物生命活动和生长发育过程中具有重要作用。因此，研究根系的形态特征、生理功能、生长发育规律、根系生态、根系调控技术等则具有重大的理论和生产实践意义。

如上所述，在植物的生长繁育过程中，土壤作为其营养库使养分在其中转化和循环，涵养雨水为其提供所需水分，支撑数量巨大的生物群为其提供活力，稳定和缓冲环境变化让其恣意生长。而植物的生长状态也能在一定程度上反映土壤的综合指标。但土壤的不透明性在一定程度上阻碍了人们对土壤以及土壤中根系的研究。人们通常对土壤进行的物理分析方法如利用测控仪测定土壤结构、用气相色谱仪测定土壤空气组成等，都必须对土壤作一些前处理从而进行下一步的分析，这些方法无法准确地得到土壤的真实结构，比如土壤固相颗粒的排列形式、孔隙度及团聚体的大小等，并且测定不同的指标需要做不同的处理，步骤繁琐、耗时长。1982年医用CT(Computed tomography-计算机X射线断层扫描)首次被引入土壤科学研究以后，原状土壤样本的物理分析逐渐引起研究人员的广泛关注。

与常规土壤物理分析方法相比，CT具有可以在不扰动分析对象内部结构的情况下直接对原状土壤样本进行分析，且具有成像及分析速度快、可以进行三维立体分析等优势。目前在土壤科学研究中，CT可以根据土壤对射线的吸收与其容重和湿度存在显著线性关系的原理测量土壤容重和水分空间分布，也可以通过图象重建揭示大孔隙三维结构的空间分布及变异，还有一些利用CT来研究蚯蚓地下洞穴系统特征等。研究人员也把CT引入根际土壤-作物-环境这样复杂的系统中，进行非扰动的定量定形分析。传统分析植物根系的方法比如光学显微镜和野外示踪技术法都存在不精确和费时费力的缺陷，而CT则可以做到定量动态地同时观察土壤结构特性、根际区域的作物生长和根系发育之间的关系。

近年来，CT分析技术在国外土壤科学研究中开始应用，但国内在这方面起步较晚。进口CT设备以及基于进口CT设备的分析费用高昂是制约CT在土壤科学研究领域广泛应用的主要原因，因此，当前土壤科学研究的发展向国产CT技术的改良提出了新的需求。再者多数CT并不针对扫描探测土壤及植物根系结构进行研发，样品台也并不适用于该样本，因此，开发出适用于相应国产CT扫描探测土壤及植物根系微结构的可升降磁式样品夹具也是使探测土壤及其根系微结构方便快捷的重要环节。

实用新型内容