[发明专利]一种自主控制根际箱

说明书

本发明涉及一种自主控制根际箱，包括基座、转轴、步进电机、伸缩调节系统、感应面和二维控制隔室。所述的转轴和步进电机结合以实现装置整体的自由角度倾斜。所述的伸缩调节系统实现根际箱体的大小可控。所述仪表盘中设置控制模块，其中单片机进行数据传递与处理。所述的感应面传出土壤环境的相关数据至仪表盘监控处理，可实现根系生长环境的可控。所述二维控制隔板可拆卸取用，二维控制隔室较薄，使用时，植物根系生长呈现二维平面构型。本装置解决了固定大小和角度的根际箱无法适用于不同种类或根系形态的植物的正常生长及无法监测和调控土壤环境条件参数的根际箱难以保证植物根系在适宜的条件下生长的问题，本装置应用范围广，操作精确度高。

技术领域

本发明是一种自主控制根际箱，属于植物根际效应技术领域。

背景技术

在植物根际效应的研究中，根际土壤的理化性质有助于认识植物根系的生理调控机制及影响机理。根际土壤的取样一直是研究过程中的重要部分。在进行室内培养时，研究人员大多采用建立根际箱的方法。

然而在实际的培养过程中，对于不同的植物类型或不同的植物根系形态，固定大小、角度的根际箱无法适应相应的生长条件，造成对于不同植物的根际土壤的取用形成误差，如专利公开号为CN204948905U的实用新型公开的一种多功能的智能根际箱，具有对土壤环境实时监测和控制的优点，但是其固定的箱体结构和大小无法应对不同种类的植物根系的生长范围要求，难以准确有效地取得相应的根系土壤。同时不同植物适宜的生长条件存在差异，大多数无法调控植物生长环境因素的根际箱会对植物根系的正常生长造成影响。如专利公开号为CN208833730U的实用新型公开的一种用于植物根际环境研究的根箱试验装置，具有取样精确度高，根际土壤取样易控制的优点，但存在对植物根系生长环境无法调控的缺点。

现有的相关技术在应对不同种类植物根系的生长调控及根际土壤的取用方面的成效并不理想，造成的结果是无法保证不同种类的植物根系在适宜的条件下正常生长和难以准确地取用不同种类植物的根际土壤。可以通过实现根际箱体大小和倾斜角度自由可控，根际土壤环境可监测控制等方面解决以上存在的问题。

根系的平面几何参数与描述立体构型的某些参数具有良好的相关性，即根系的的二维平面构型特性能够较好的反映植物根系的三维立体构型特性，所以在部分的根系研究实验中，实验设计者会将正常的根系三维立体生长设置成二维平面的生长，对于显著相关的特性作出研究。而且目前二维及三维的生长根际箱都是独立存在的，缺少一种既能用于三维生长构型，同时一定条件下也能用于二维生长构型的两用根际箱。根据根系形态的可塑性，人为设置的胁迫可以使得根系生长做出调整，最终改变根系形态，所以现有根际箱装置也缺少一种角度控制精确度较高、调节范围广、稳定性良好的自动倾斜装置。

发明内容

本发明提出的是一种自主控制根际箱，其目的在于针对现有技术存在的上述缺陷，提出一种能够自由地控制根际箱的倾斜角度，以调控不同种类的植物根系在不同实验条件下的生长方向，同时通过伸缩调节系统控制植物生长范围，利用感应面对植物生长环境进行监测调控，满足不同种类植物在相应适宜的条件下生长的需求的自主控制根际箱。

本发明的技术解决方案：一种自主控制根际箱，其结构包括基座1、壳体2、步进电机3、转轴4、仪表盘5、二维控制隔室6、伸缩调节系统7和感应面8，所述壳体安装在基座上，基座两侧设有两固定杆，固定杆上分别安装有一步进电机3，步进电机3通过转轴4连接壳体2，实现壳体的自由角度倾斜；二维控制隔室6安装于壳体2内，壳体2内设有两个感应面8，感应面8与伸缩调节系统7连接，在壳体2内可伸缩活动；仪表盘5安装于壳体2外表面，仪表盘5信号输入端连接感应面8信号输出端。

所述二维控制隔室可拆卸安装于壳体内，长、高与箱壳体2相同，隔室内径设置较薄，控制在30mm以内。

所述伸缩调节系统7包含伺服电机71和丝杆72，伸缩调节系统7连接感应面8，通过伺服电机71和丝杆72的传动实现感应面8的水平运动。