一种嵌套式自动水循环的植物枝叶耐盐实验装置及方法与流程

1.本发明属于植物枝叶耐盐能力实验技术领域，尤其涉及一种嵌套式自动水循环的植物枝叶耐盐实验装置及方法。


背景技术：

2.我国海洋灾害频发，海岸植被是海岸生态防护的重要部分。海洋盐分是滨海植物生长的主要影响因子，主要表现在通过地下水入侵影响植物根系，涨潮或台风期间海水淹没影响植株，浪花飞溅影响近岸植物的茎叶，盐雾长期影响海岸带植物的枝叶。目前对植物耐盐能力的研究方法，多通过室内观测盐胁迫处理和野外盐渍土壤生长条件下植物的生长状况和生理反应评定。室内实验主要通过盆栽、水培等方法，对植物施加不同浓度的盐分；野外实验主要通过比较同种植物在不同盐渍化程度的土壤上的生长与生理指标差异反映植物的耐盐性，或者观测不同植物在同一盐渍化土壤上的生长与生理指标情况比较不同植物的耐盐能力。
3.经研究发现，从根系和枝叶施加盐胁迫对植物的影响结果不同，有的植物根系、枝叶的耐盐能力有较大差异，说明以往对植物根系施加的盐胁迫得出的植物耐盐能力并不能完全代表植物枝叶的耐盐能力。但是，关于不同滨海植物的根系和枝叶是否具有不同的耐盐能力，叶耐盐能力如何却知之甚少，严重制约滨海耐盐植物资源的合理利用。
4.传统的植物枝叶盐胁迫实验多采用叶面直接喷施盐溶液的方式，但是，这种方法一方面会有部分盐溶液落入栽培土壤中，造成植物根系盐胁迫而影响实验结果；另一方面，人为喷施费时费力，而且每次喷施都要进行海水配置，无论是苗木管护和还是盐溶液处理施加都要消耗很多时间和精力。


技术实现要素：

5.本发明提供了一种嵌套式自动水循环的植物枝叶耐盐实验装置及方法，可以有效解决上述问题。
6.本发明是这样实现的：
7.一种嵌套式自动水循环的植物枝叶耐盐实验装置，包括支架、第一水槽、第二水槽、放置架、种植袋、滴灌装置、喷灌装置和分隔层，所述第一水槽位于所述支架内，所述第二水槽位于所述第一水槽内、所述种植袋通过所述放置架设置在所述第二水槽上，所述第二水槽上方设有用于分隔植物枝叶和根系的分隔层，所述第一水槽和第二水槽上均设有刻度值，所述第一水槽内的盐溶液通过所述喷灌装置喷洒在植物枝叶上，所述第二水槽内的淡水通过滴灌装置浇灌到所述种植袋的泥土中。
8.作为进一步改进的，所述喷灌装置包括第一水泵、第一定时器、第一输送管和喷洒机构，所述第一水泵位于所述第一水槽内，所述第一输送管一端与所述第一水泵连通，所述第一输送管另一端与所述喷洒机构连通，所述第一定时器设置在所述第一输送管上且与所述第一水泵电性连接。
9.作为进一步改进的，所述滴灌装置包括第二水泵、第二定时器、第二输送管和滴灌机构，所述第二水泵位于所述第二水槽内，所述第二输送管一端与所述第二水泵连通，所述第二输送管另一端与所述滴灌机构连通，所述第二定时器设置在所述第二输送管上且与所述第二水泵电性连接。
10.作为进一步改进的，该实验装置还包括通风装置，所述通风装置包括通风管，所述通风管一端穿过所述分隔层，所述通风管另一端设置为喇叭口状且安装在所述支架上。
11.作为进一步改进的，所述分隔层与所述第二水槽形成容置空间，所述种植袋位于所述容置空间内。
12.作为进一步改进的，该实验装置还包括通风装置，所述通风装置包括通风管，所述通风管一端与所述容置空间连通，所述通风管另一端设置为喇叭口且安装在所述支架上。
13.作为进一步改进的，所述支架上设有防护膜。
14.一种采用嵌套式自动水循环的植物枝叶耐盐实验装置的实验方法，该实验方法包括：
15.s1：植物样本的准备；
16.s2：在所述第一水槽内存储所需浓度盐溶液，所述第二水槽储存淡水；并分别记录所述第一水槽内的初始溶液含盐量和水位高度，以及第二水槽内的初始淡水的水位高度；
17.s3：将分隔层设置在第二水槽上方，并使所述分隔层将植物幼苗的枝叶和根系分隔开；
18.s4：将所述第一水槽内的盐溶液通过所述喷灌装置喷洒在植物枝叶上，将所述第二水槽内的淡水通过滴灌装置浇灌到所述种植袋的泥土中；并定期记录在所述喷灌装置喷洒前，所述第一水槽内剩余的溶液含盐量和水位高度；以及所述滴灌装置浇灌前，所述第二水槽内剩余淡水的水位高度；
19.s5：每间隔1-7天重复s4步骤一次，并记录植物枝叶状况，从而得出植物枝叶的耐盐能力。
20.作为进一步改进的，步骤s1包括如下步骤：
21.s11：采用1～2年生长健康的苗木，移栽到种植袋中；
22.s12：测定实验植株的初始株高、冠幅和叶片的枯黄情况、数量、厚度等指标。
23.作为进一步改进的，在步骤s5中，在重复s4步骤前，先补充淡水和盐至所述第一水槽中，使其与上一次的溶液含盐量和水位高度相同。
24.本发明的有益效果是：本发明通过在支架内的第一水槽中设置第二水槽，并通过放置架将种植袋设置在第二水槽上；通过分隔层将种植在种植袋上的植物的枝叶和根系分隔开，且将第二水槽的敞口覆盖住；并通过滴灌装置给植物根系浇灌淡水，通过喷灌装置给植物枝叶喷洒盐溶液，从而检测植物枝叶的耐盐性；通过在第一水槽和第二水槽中设置刻度值，便于记录所述第一水槽和第二水槽每次的浇灌量，严格控制盐溶液以及淡水的浇灌量，根据观察第一水槽中的盐溶液刻度值并加以调节，避免因长时间未使用，造成水分挥发而使其浓度偏高；该装置可在一定时间内开展盐胁迫对植物叶片影响的实验，并避免植物根系受盐胁迫而影响实验结果，进而提高实验结果的可靠性；可减少人力劳作，节约时间，降低工作人员的劳动强度。
附图说明
25.为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
26.图1是本发明实施例提供的嵌套式自动水循环的植物枝叶耐盐实验装置的结构示意图；
27.图2是本发明实施例提供的嵌套式自动水循环的植物枝叶耐盐实验装置的侧视图；
28.图3是本发明实施例提供的嵌套式自动水循环的植物枝叶耐盐实验方法的流程图。
29.附图标记：
30.10-支架；20-第一水槽；30-第二水槽；40-放置架；50-种植袋；60-滴灌装置；70-喷灌装置；80-分隔层；71-第一水泵；72-第一定时器；73-第一输送管；74-喷洒机构；741-连接管；742-喷头；743-堵头；61-第二水泵；62-第二定时器；63-第二输送管；64-滴灌机构；641-t型分流接口；642-滴箭；90-容置空间；100-通风装置；101-通风管；102-喇叭口；110-刻度值。
具体实施方式
31.为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
32.在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
33.参照图1-3所示，一种嵌套式自动水循环的植物枝叶耐盐实验装置，包括支架10、第一水槽20、第二水槽30、放置架40、种植袋50、滴灌装置60、喷灌装置70和分隔层80，所述第一水槽20位于所述支架10内，所述第二水槽30位于所述第一水槽20内、所述种植袋50通过所述放置架40设置在所述第二水槽30上，所述第二水槽30上方设有用于分隔植物枝叶和根系的分隔层80，所述第一水槽20和第二水槽30上均设有刻度值110，所述第一水槽20内的盐溶液通过所述喷灌装置70喷洒在植物枝叶上，所述第二水槽30内的淡水通过滴灌装置60浇灌到所述种植袋50的泥土中。
34.具体实施时，所述第二水槽30放置在所述第一水槽20中，在所述第二水槽30中放
置所述放置架40，并将种植有植物的种植袋50放置在所述放置架40上；通过所述分隔层80使植物枝叶和根系分隔开，且可防止喷淋的盐溶液滴入种植土和第二水槽30中；将所述滴灌装置60设置在所述第二水槽30中，并使其从所述第二水槽30中抽取淡水浇灌在所述植物的种植土中；将所述喷灌装置70设置在所述支架10上且位于第一水槽20正上方，并使其从所述第一水槽20中抽取盐溶液喷洒在植物的枝叶上，滴落的盐溶液可通过所述分隔层80回流到所述第一水槽20中。在所述第一水槽20和第二水槽30上均设置刻度值110，所述第一水槽20上的刻度值110的设置，便于观察盐溶液喷灌量；以及控制所述第一水槽20中盐溶液浓度，防止因长时间未使用而使盐溶液浓度偏高，可适量增加淡水；所述第二水槽30上的刻度值110的设置，便于控制根系的淡水浇灌量。同理，通过该装置也可以完成根系耐盐实验，只需将所述第二水槽30中的淡水更换为盐溶液，将所述第一水槽20中的盐溶液更换为淡水即可。当需要研究不同浓度的盐溶液对枝叶的影响时，可通过多组实验装置完成，且每个实验装置的第一水槽20内的盐溶液浓度不同，盐溶液浓度从左至右逐级递增或逐级递减。该装置不仅可以设置不同的处理来分别研究植物枝叶耐盐能力或者枝叶、根系耐盐，实现根系、枝叶处理互不干扰；而且可以通过定时喷灌、定时滴灌的循环系统在节约用水基础上实现水分最大程度的循环利用。另外，通过喷灌装置70上的第一定时器72以及滴灌装置60上的第二定时器62精准的定时，可以模拟每日的潮汐带来的盐雾和浪花飞沫，并在此基础上观测植物枝叶的耐受性和生理响应，省去很多实验工作量。
35.本发明通过在支架10内的第一水槽20中设置第二水槽30，并通过放置架40将种植袋50设置在第二水槽30上；通过分隔层80将种植在种植袋50上的植物的枝叶和根系分隔开，且将第二水槽30的敞口覆盖住；并通过滴灌装置60给植物根系浇灌淡水，通过喷灌装置70给植物枝叶喷洒盐溶液，从而检测植物枝叶的耐盐性；通过在第一水槽20和第二水槽30中设置刻度值110，便于记录所述第一水槽20和第二水槽30每次的浇灌量，严格控制盐溶液以及淡水的浇灌量，根据观察第一水槽20中的盐溶液刻度值110并加以调节，避免因长时间未使用，造成水分挥发而使其浓度偏高；该装置可在一定时间内开展盐胁迫对植物叶片影响的实验，并避免植物根系受盐胁迫而影响实验结果，进而提高实验结果的可靠性；可减少人力劳作，节约时间，降低工作人员的劳动强度。
36.进一步地，所述喷灌装置70包括第一水泵71、第一定时器72、第一输送管73和喷洒机构74，所述第一水泵71位于所述第一水槽20内，所述第一输送管73一端与所述第一水泵71连通，所述第一输送管73另一端与所述喷洒机构74连通，所述第一定时器72设置在所述第一输送管73上且与所述第一水泵71电性连接；所述喷洒机构74包括一端与所述第一输送管73连通的连接管741以及设置在所述连接管741上的若干个喷头742，所述连接管741另一端设有堵头743。在本实施例中，在安装喷灌装置70时，在所述支架10顶端中部设置若干根等间距设置的安装杆，并将所述连接管741设置在安装杆上，再将所述喷洒机构74的若干个喷头742等间距设置在所述连接管741上，使喷头742工作时可均匀地将盐溶液喷洒在实验植株的枝叶上；所述连接管741末端用堵头743堵住，所述连接管741活动端与所述第一输送管73连通，所述第一输送管73另一端与所述第一水泵71连通。所有管路连接好后，将所述第一定时器72插在220v交流电源上，所述第一水泵71通过插头变压器接在定时器插座上，再根据实验需要设置好喷灌时间间隔。优选的，在所述第一输送管73上设置过滤装置，当所述第一水泵71在抽水时，避免水中悬浮杂质进入管路造成堵塞；所述第一输送管73和连接管
741均采用塑料材质制成，可有效避免盐溶液腐蚀，持久耐用，柔韧性好。
37.进一步地，所述滴灌装置60包括第二水泵61、第二定时器62、第二输送管63和滴灌机构64，所述第二水泵61位于所述第二水槽30内，所述第二输送管63一端与所述第二水泵61连通，所述第二输送管63另一端与所述滴灌机构64连通，所述第二定时器62设置在所述第二输送管63上且与所述第二水泵61电性连接；所述滴灌机构64包括t型分流接口641以及通过支管与所述t型分流接口641连接的滴箭642，所述支管上设有控流阀。在本实施例中，所述第二水泵61出水端与第二输送管63连接，在所述第二输送管63上设置若干个t型分流接口641，且所述滴箭642通过支管与所述t型分流接口641连接，并在所述第二输送管63最末端用堵头743堵住；其中，所述t型分流接口641的口径小于第二输送管63。在连接时，所述滴箭642要充分插入种植袋50的每个种植槽中，但不要用力过大而扎漏种植槽或者损伤新生根系。当实验种植槽数量较多时，要按一定顺序插入滴箭642，并按一定顺序理清支流管路，将其按序通过各配套t形分流接口接入第二输送管63。所有管路连接好后，将所述第二定时器62插在220v交流电源上，所述第二水泵61通过插头变压器接在定时器插座上，再根据实验需要设置好滴灌浇水时间间隔。优选的，在所述第二输送管63上设置过滤装置，当所述第二水泵61在抽水时，避免水中悬浮杂质进入管路造成堵塞；所述第二输送管63和支管均采用塑料材质制成，可有效避免盐溶液腐蚀，持久耐用，柔韧性好。
38.进一步地，该实验装置还包括通风装置100，所述通风装置100包括通风管101，所述通风管101一端穿过所述分隔层80，所述通风管101另一端设置为喇叭口102状且安装在所述支架10上。在本实施例中，由于分隔层80与所述第二水槽30形成容置空间90，那么需留出一定的换气通道，以免影响土壤呼吸，造成分隔层80下植物根系缺氧。故在分隔层80两侧引入所述通风装置100，采用轻薄塑料管，一端从分隔层80一侧引入内部，一端做成喇叭口102且固定在所述支架10顶部。
39.进一步地，所述分隔层80与所述第二水槽30形成容置空间90，所述种植袋50位于所述容置空间90内。在本实施例中，在进行枝叶盐胁迫实验时，为了只使枝叶遭受盐胁迫，需要将枝叶和根系分开处理。在供试植株的种植袋50上覆盖防水的分隔层80。在所述分隔层80相应位置打孔，使得植物的上部完好穿过分隔层80，栽种种植袋50、植物根部以及滴灌装置60则置于分隔层80下，用防水胶带密封好打孔处，使得喷洒而下的水雾不会通过孔隙渗漏到根部；优选的，所述分隔层80为塑料薄膜。所述种植袋50完全位于所述容置空间90内，对叶面喷施盐溶液时，防止部分盐溶液落入栽培土壤中而造成植物根系受盐胁迫影响，提高耐盐实验结果的准确性。
40.进一步地，该实验装置还包括通风装置100，所述通风装置100包括通风管101，所述通风管101一端与所述容置空间90连通，所述通风管101另一端设置为喇叭口102且安装在所述支架10上。在本实施例中，由于分隔层80与所述第二水槽30形成容置空间90，那么需留出一定的换气通道，以免影响土壤呼吸，造成所述分隔层80下植物根系缺氧。故在所述分隔层80两侧引入所述通风装置100，采用轻薄塑料管，一端从分隔层80一侧引入内部，一端做成喇叭口102且固定在所述支架10顶部。
41.进一步地，所述分隔层80由塑料薄膜制成，且其以中间高四周低的方式形成拱面。在本实施例中，为避免喷施的多余盐溶液在所述分隔层80上长期聚积，并且使其顺利回流至所述第一水槽20，所述分隔层80要注意以中间高四周低的方式形成拱面，可使多余的盐
溶液回流，且所述分隔层80的尺寸在此基础上大于所述第二水槽30的槽口尺寸；将分隔层80多出部分沿第二水槽30的槽口四周向下使其形成密闭环境，这样，多余水分便可沿着分隔层80形成的拱面顺流而下至第一水槽20中。所述分隔层80既可以在枝叶盐胁迫中有效隔绝根系受盐胁迫影响，也保证了安装滴灌装置60的第二水槽30和安装喷灌装置70的第一水槽20不相互影响，同时，在进行其他相关实验时，分隔层80也可以很好地便于将植物根系和枝叶进行不同处理设置。
42.进一步地，所述支架10上设有防护膜。在本实施例中，在所述支架10的四周围上防护膜，所述防护膜下端多余部分塞入第一水槽20中，并用重物(如木板、或砖头)压住固定，这样可以保证从喷灌装置70的喷头742喷出的水雾不四处飞散，并通过防护膜回流到所述第一水槽20中；既可以避免每组实验装置之间的干扰，又可以起到循环利用的作用。
43.一种采用上述嵌套式自动水循环的植物枝叶耐盐实验装置的实验方法，该实验方法包括：
44.s1：植物样本的准备；
45.优选地，步骤s1包括如下步骤：
46.s11：采用1～2年生长健康的苗木，移栽到种植袋50中；优选的，本实验装置选用一年生及以上苗木均可适用，其中以带直立主干或茎干的植物幼苗效果更佳，太小的幼苗或者分支太多的植物幼苗不利于所述分隔层80的覆盖。实验时对于分支较多的植株，在不影响其生长情况下，适当进行修剪，确保露出一部分直立主干，利于所述分隔层80覆盖、穿孔与密封。另外，可根据供试植物幼苗的大小按相应调整实验装置尺寸比例，确保顶部最佳喷灌高度，使实验装置能够均匀喷洒。
47.s12：测定实验植株的初始株高、冠幅和叶片的枯黄情况、数量、厚度等指标。
48.其中，多个实验装置的第一水槽20内的溶液含盐量不同，且溶液含盐量从左至右逐级递增或逐级递减；用于研究不同浓度的盐溶液对枝叶的影响。
49.s2：在所述第一水槽20内存储所需浓度盐溶液，所述第二水槽30储存淡水；并分别记录所述第一水槽20内的初始溶液含盐量，以及水位高度和第二水槽30内的初始淡水的水位高度；
50.优选地，根据盐溶液的喷洒周期、淡水的浇灌周期、以及设定的实验所需天数来初步确定所述第一水槽20内需存储盐溶液的量以及所述第二水槽30内需存储的淡水的量，避免浪费。
51.s3：将分隔层80设置在第二水槽30上方，并使所述分隔层80将植物幼苗的枝叶和根系分隔开；
52.优选地，为了只使枝叶遭受盐胁迫，需要将枝叶和根系分开处理。在供试植株的种植袋50上覆盖防水的分隔层80。在所述分隔层80相应位置打孔，使得植物的上部完好穿过分隔层80，栽种种植袋50、植物根部以及滴灌装置60则置于分隔层80下，用防水胶带密封好打孔处，使得喷洒而下的水雾不会通过孔隙渗漏到根部；为避免喷施的多余盐溶液在所述分隔层80上长期聚积，并且使其顺利回流至所述第一水槽20，所述分隔层80要注意以中间高四周低的方式形成拱面，可使多余的盐溶液回流，且所述分隔层80的尺寸在此基础上大于所述第二水槽30的槽口尺寸；将分隔层80多出部分沿第二水槽30的槽口四周向下使其形成密闭环境，这样，多余水分便可沿着分隔层80形成的拱面顺流而下至第一水槽20中。
53.s4：将所述第一水槽20内的盐溶液通过所述喷灌装置70喷洒在植物枝叶上，将所述第二水槽30内的淡水通过滴灌装置60浇灌到所述种植袋50的泥土中；并定期记录在所述喷灌装置70喷洒后，所述第一水槽20内剩余的溶液含盐量和水位高度；以及所述滴灌装置60浇灌前，所述第二水槽30内剩余淡水的水位高度；
54.优选地，在步骤s4中，可均通过定时开关自动控制所述喷灌装置70的喷洒时间以及滴灌装置60的浇灌时间，从而确保盐溶液喷洒量以及淡水浇灌量的准确性，进而提高实验的准确性；并记录在所述喷灌装置70喷洒前，所述第一水槽20内剩余的溶液含盐量和水位高度；便于观察第一水槽20中的盐溶液刻度值110并加以调节，避免因长时间未使用，造成水分挥发而使其浓度偏高。
55.在保证淡水含量的措施中：一个是通过所述分隔层80，即所述分隔层不仅将植物幼苗的枝叶和根系分隔开处理外，也可以很大程度减缓水分蒸发起到保水作用；另一个措施是定时滴灌浇水，根据现场调试情况看，对于一般小盆栽苗木，一周浇一次水即可，每次滴灌时长在5-10分钟即可，优选的，所述滴灌装置60设定功率(如：45w)。
56.s5：每间隔1-7天重复s4步骤一次，并记录植物枝叶状况，从而得出植物枝叶的耐盐能力。
57.优选地，每间隔1-7天(其中枝叶喷施不同浓度盐水一天两次，根系滴灌浇水一周一次)重复s4步骤一次，并记录植物枝叶状况，从而得出植物枝叶的耐盐能力。如枝叶盐胁迫处理设置为0.0％(对照)、1.0％(t1)、2.0％(t2)、3.0％(t3)。
58.定时喷灌间隔：2次/天，1min/次，每日具体时间为，09:29a.m～09:30a.m.；21:29p.m～21:30p.m。
59.定时滴灌间隔：1次/周，5min/次，具体时间为：周三09:00a.m～09:05a.m。
60.并采用生长状态采用赋值法对不同枝叶盐胁迫处理下的植物进行生长状态评价，具体评价方法见表1。
61.表1：植株生长状态赋值对照表
[0062][0063][0064]
优选地，在步骤s5中，在重复s4步骤前，先补充淡水和盐至所述第一水槽20中，使其与上一次的溶液含盐量相同；避免因长时间未使用，造成水分挥发而使其浓度偏高，提高
实验结果的准确性。
[0065]
以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。