一种模拟土壤增温的根系观测设备

本发明涉及植物生长研究，尤其涉及一种模拟土壤增温的根系观测设备。

背景技术：

1、随着全球气候变化的加剧，地表增温现象及其对生态系统的影响已成为科学研究的重点。传统的地表增温研究方法，如红外加热技术和开顶式增温箱，虽然在多个研究领域得到广泛应用，但主要集中于地表层温度变化的观察。针对土壤深层，尤其是根系区域的温度变化和对生长发育的影响，研究还相对缺乏。这一局限性主要源于土壤的含水量和质地差异，使得地下温度分布呈现出高度复杂性，为精确模拟土壤增温对根系影响的设备开发带来了挑战。

2、传统根系观测方法，例如微根窗技术，虽提供了根系生长的直观窗口，却受限于多个因素。例如，微根窗的安装可能破坏周围根系，影响观测的准确性；野外条件下操作不便，限制了连续观测的可能性；固定视角可能错失部分根系生长信息。因此，开发一种能够模拟土壤增温并实现对根系生长的实时、连续观测的设备显得尤为重要通过这种技术，研究人员能够不受土壤类型和天气条件限制，对根系的生长发育进行全面监测，进而深入理解气候变化对生态系统根部结构的长期影响。

技术实现思路

1、为解决背景技术中所提出的技术问题，本发明提供一种模拟土壤增温的根系观测设备。

2、本发明采用以下技术方案实现：一种模拟土壤增温的根系观测设备，包括种植筒、电加热层、温度传感器、控制器以及供电系统，其中：

3、种植筒中容纳有模拟介质，于模拟介质中种植待观测的植物，种植筒的筒体设有夹层。

4、电加热层设有若干个，其分布在种植筒的筒体，用于对模拟介质进行升温；

5、温度传感器的主体安装在种植筒壳体中，且传感器的探针伸入模拟介质中，以检测其中温度。

6、控制器的信号输入端和温度传感器电性连接，信号输出端与电加热层电性连接。

7、优选的，在种植筒的筒体还设有辅助加热线圈，以增强加热效果。

8、优选的，模拟介质为透明凝胶，且透明凝胶的化学性质和原位土壤的化学性质相似。

9、优选的，种植筒为透明制品，且沿着种植筒的高度分布若干个微型摄像模块，且微型摄像模块之间的高度间隔为3cm。

10、优选的，种植筒内部中空还设置有无线传输模块，无线传输模块能够和微型摄像模块通讯连接，且无线传输模块能够将微型摄像模块所获取的根系照片传输至云平台。

11、优选的，种植筒内还设置有根系收集模块，根系收集模块包括两块固定在种植筒内的隔板，且两块隔板之间形成中空槽道，每块隔板上均分布若干个通孔，方便根系生长。

12、优选的，通孔的形状可以为圆孔或矩形孔。

13、相比现有技术，本发明的有益效果在于：

14、本发明采用透明凝胶模拟土壤介质和透明的种植筒，允许对根系生长进行连续、无干扰的观察和拍摄，提供了一种在自然土壤条件下直接观察根系生长的新方法。

15、本发明通过太阳能供电的智能控制单元实现全自动化操作，包括温度调控、定时拍摄根系图像以及数据上传至云平台，使研究人员可以远程监控实验进程并及时调整实验设置。

16、本发明有助于准确评估土壤增温对植物根系生长的影响，为植物生理学、生态学以及农业科学等领域提供宝贵的数据支持。通过这种技术，研究人员能够不受土壤类型和天气条件限制，对根系的生长发育进行全面监测，进而深入理解气候变化对生态系统根部结构的长期影响。

技术特征：

1.一种模拟土壤增温的根系观测设备，其特征在于，包括

2.如权利要求1所述的一种模拟土壤增温的根系观测设备，其特征在于，在所述种植筒的筒体还设有辅助加热线圈，以增强加热效果。

3.如权利要求2所述的一种模拟土壤增温的根系观测设备，其特征在于，所述模拟介质为透明凝胶，且透明凝胶的化学性质和原位土壤的化学性质相似。

4.如权利要求3所述的一种模拟土壤增温的根系观测设备，其特征在于，所述种植筒为透明制品，且沿着种植筒的高度分布若干个微型摄像模块，且微型摄像模块之间的高度间隔为3cm。

5.如权利要求1所述的一种模拟土壤增温的根系观测设备，其特征在于，所述种植筒内部中空还设置有无线传输模块，无线传输模块能够和微型摄像模块通讯连接，且无线传输模块能够将微型摄像模块所获取的根系照片传输至云平台。

6.如权利要求1所述的一种模拟土壤增温的根系观测设备，其特征在于，所述种植筒内还设置有根系收集模块，根系收集模块包括两块固定在种植筒内的隔板，且两块隔板之间形成中空槽道，每块隔板上均分布若干个通孔，方便根系生长。

7.如权利要求6所述的一种模拟土壤增温的根系观测设备，其特征在于，所述通孔的形状可以为圆孔或矩形孔。

技术总结本发明涉及植物生长研究技术领域，公开了一种模拟土壤增温的根系观测设备，包括种植筒、电加热层、温度传感器、控制器以及供电系统，其中：种植筒中容纳有模拟介质，于模拟介质中种植待观测的植物，种植筒的筒体设有夹层。电加热层设有若干个，其分布在种植筒的筒体，用于对模拟介质进行升温；温度传感器的主体安装在种植筒壳体中，且传感器的探针伸入模拟介质中，以检测其中温度。控制器的信号输入端和温度传感器电性连接，信号输出端与电加热层电性连接。本发明采用透明凝胶模拟土壤介质和透明的种植筒，允许对根系生长进行连续、无干扰的观察和拍摄，提供了一种在自然土壤条件下直接观察根系生长的新方法。技术研发人员：于志磊,杨裕恒,严登明,曹欠欠,王慧亮,吕鸿,张红峰,吴泽宁,万芳受保护的技术使用者：郑州大学技术研发日：技术公布日：2024/6/13