[实用新型]一种水稻植株的碳同位素田间原位标定系统

说明书

本实用新型提供一种水稻植株的碳同位素田间原位标定系统，包括有以下部件：碳标记物释放装置，包括有电机、螺杆、滑动件及注射器，所述电机与螺杆传动连接用于驱动螺杆转动，所述滑动件分别与螺杆、注射器相连接用于在螺杆带动下滑动从而挤压释放所述注射器内的碳标记物；标记箱，中空且底部开口，所述标记箱经碳标记物释放管与注射器相连通；电机控制器，经第一信号线与电机相连接。本实用新型提供的一种水稻植株的碳同位素田间原位标定系统，在田间原位条件下对水稻植株进行¹³C原位标定，过程可控，测定精确，减少人为干扰，降低¹³C标记成本。

技术领域

本实用新型属于植物同位素标记的技术领域，涉及一种水稻植株的碳同位素田间原位标定系统，具体涉及一种在田间原位条件下采用¹³C同位素标记精确定量的水稻植株的系统。

背景技术

稳定性碳同位素(¹³C)示踪技术是研究水稻碳固定、分配和转化研究中的重要技术手段，应用¹³C同位素示踪技术可安全、可靠地进行试验实施与测定。根据¹³C标记频率的不同，目前国际上主要有3种方法：单次脉冲标记、重复脉冲标记和持续标记。脉冲标记是一种单次足量注入¹³C标记物的技术方法，与其它标记技术相比，脉冲标记具有多种优点，适合对植物光合碳分配、转运的相关研究，而且还能够提供植物不同生育期光合碳的分配与转化信息，动态监测植物光合产物在土壤中的转化情况，能够准确地反映碳在大气-植物-土壤体系中的转化与迁移过程。

首先，目前¹³C植物标记相关实验研究大都集中于实验室研究，大田原位试验观测研究相对较少，这主要是由于缺少相关实验技术支持。目前，水稻植株¹³C同位素标定技术，均需要在实验室培养条件下进行，相关专利如：中国发明专利(申请号200610019742)，中国发明专利(申请号201020608969)，中国发明专利(申请号201420390240)，中国发明专利(申请号201520633964)，中国发明专利(申请号201721161687)，均需在盆栽或秧盘等培养器皿中对水稻植株进行¹³C同位素标定。上述标定方式，由于均为单株或几株水稻在培养器皿中生长，水稻植株生长的土壤、光照、水肥条件均迥异于田间成片水稻的环境条件，因此无法克服培养容器对水稻植株生长发育造成的边际效应，难以准确模拟大田实际种植条件下的水稻植株生理过程。

其次，现有专利均使用化学反应的方式生成¹³CO₂标记物，常见方法为在标定容器中添加¹³C标记的Na₂¹³CO₃和HCl进行化学反应获得¹³C标记的CO₂，相关专利如：中国发明专利(申请号200610019742)，中国发明专利(申请号201721161687)。此外，除Na₂¹³CO₃外，也有使用Ba¹³CO₃作为¹³C标记物反应发生载体的相关专利，如：中国发明专利(申请号201020608969)，中国发明专利(申请号201420390240)。上述专利中¹³CO₂标记物发生装置中，相关化学反应速度快，CO₂释放过程难以精确控制，因而难以控制标定容器内的CO₂浓度水平，而大量研究均表明环境CO₂浓度的剧烈变动会对水稻植株的光合作用及相关生理过程产生影响，因而难以反映在大田真实环境条件下水稻植株的生理及物质转运过程的响应情况。此外，由于现有¹³C同位素标记技术，其标记物发生机构均为滴控式化学反应装置，结构复杂且供气不稳定，并且对于反应的进行程度难以实时准确监控。同时，现有专利技术中的标记物供给以及剩余标记物回收均未涉及田间条件下准确定量工作。因此，仅以现有相关专利技术难以开展田间条件下的¹³C同位素标记的精确定量研究。