[发明专利]一种土壤污染物输入控制与动态监测的植物培养箱

说明书

本发明涉及一种土壤污染物输入控制与动态监测的植物培养箱，包括根系培养箱体、培养液配制模块、动态监测模块、根系生长网箱和出水口。根系生长网箱用于植物根系的前期培养，培养液配制模块包括驱动搅拌杆、外壁刻度尺、流量调节泵等组件完成对含污染物质的培养液配制与输送过程，根系培养箱体通过回字渗液管和流量传感器完成培养液的合理布流与流量记录过程，动态监测模块通过污染物检测探针实时记录污染物的分布与浓度情况，实验所得相关数据可利用根系培养箱体上的仪表盘进行显示并通过终端接口实现数据传输。该装置将含污染物质的培养液的配制过程、输入过程、布水过程与检测过程合为一体，操作简单，易于调试，能够得出较为准确的数据分析结果。

技术领域

本发明是一种土壤污染物输入控制与动态监测的植物培养箱，属于植物根系分泌物与土壤污染物降解技术领域。

背景技术

经大量植物根系修复污染土壤的研究发现，根系及其分泌物能通过酶的直接降解作用、根系分泌物的共代谢及降毒作用等功能促进了土壤污染物的转移和降解。目前，研究新型污染物在土壤中的迁移转化过程和根系吸收降解作用成为一大热点，一套能够用于研究根际土壤降解污染物的装置也是研究人员所必需的实验设备，其功能包含能够合理布置土壤污染物的输入、控制土壤污染物浓度和监测记录动态变化等。

在目前所采用的实验方法大多是在根际箱或培养箱中直接输入一定浓度污染物，直至根系及土壤样本取出后方可测定记录土壤污染物降解转化情况。而植物在不同的生长周期所分泌的根系分泌物是完全不同的，即处于不同生长期的植物根际土壤对污染物的降解转化情况也是有差异，所以目前设备在实时记录污染物在根际土壤中动态变化过程有一定难度。如专利公开号为CN208047489U实用新型公开的 一种四周环绕型光照的根系培养过渡装置，其具有有利于植物为矩形四周环绕型种植的生长发育，但是该装置缺少动态监测模块，因而较难利用该种根系培养装置进行土壤污染物的相关研究。同时在对根际土壤样本输入研究污染物时，研究人员对目标污染物的输入方式大多为土壤浇灌，由上至下进行下渗漫延。该类污染物质的输入方式难以做到研究污染物质在根际土壤中的均匀分布，常常出现污染物质在底层土壤或部分区域土壤的聚集。如专利公开号为CN110133200A发明专利公开的 一种用于研究植物根际微环境的多功能根箱装置，其优点在于设有多个传感器，可以监测根际微环境的情况。但其发明所包含的十字布水架和输水管仅局限于上层土壤进水，无论是营养物质的输送还是研究所用污染物质的输入，都难做到均匀分布。

有研究表明根系形态及根系构型特征的差异性对氮磷、微塑料等污染物质的吸收存在吸收动力学差异，即不同的根系构型或根系部位对污染物质的吸收降解能力不同。因而进行根系及其分泌物对污染物降解作用研究时采用分层的平流进水相较于下渗式进水更为合适。目前尚未有技术将根际箱或培养装置的进水模式系统地改进成不同深度土壤均匀水平布水模式。在水平布水进料的情况下，相较于四周式进水，中心辐射式布水进料有利于根际土壤与污染物质的接触。传统的根箱与培养装置难以做好合理的污染物输入控制与实时的动态监测记录。

发明内容

本发明提出的是一种土壤污染物输入控制与动态监测的植物培养箱，其目的在于弥补现有技术存在的上述缺陷，提出一种将含污染物质的培养液的配制过程、输入过程、布水过程与检测过程合为一体的土壤污染物输入控制与动态监测的植物培养箱。

本发明的技术解决方案：一种土壤污染物输入控制与动态监测的植物培养箱，结构包括根系培养箱体1、培养液配制模块2、动态监测模块3、根系生长网箱4、出水口5，所述根系培养箱体1右侧连接培养液配制模块2实现培养液的输入；动态监测模块3与根系培养箱体1上部连接，实时监测箱体内部土壤中污染物分布及浓度的动态变化；动态监测模块3上设有孔洞，根系生长网箱4穿过孔洞进入根系培养箱体1内部；出水口5连接根系培养箱体1左侧控制多余培养液或水分流出。