一种观测水稻根系构型的装置

本发明涉及水稻根系研究设备，具体为一种观测水稻根系构型的装置。

背景技术：

1、根系是水稻吸收养分和水分的器官，不仅是汲取土壤深层养分与水分的核心门户，更是维系植株稳健生长、优化资源利用效率与最终产量形成的关键所在。根系构型是指根系的形态和结构特征，包括根系在形态学上的多样性和结构上的复杂性，不仅涵盖了根系的几何形态(如根系的粗细、长度、分支模式)与空间排布(如根系的深度、密度、水平扩展范围)，还涉及根系在土壤中灵活穿梭、探索资源的能力，是水稻适应不同生长环境、实现高效资源捕获策略的重要体现。

2、bishopp、lynch(2015)等指出20世纪作物产量主要是由于化肥的使用和作物地上部分的改良，21世纪科学家应将注意力转移到地下部分，通过构建理想根系从而实现作物氮高效吸收利用和产量提高。然而，探索并观测水稻在实际生长条件下复杂多变的根系构型，却是一项极具挑战性的任务。当前，尽管业内人员已开发出多种技术手段尝试接近这一难题，如直接挖掘法、根箱观察系统以及图像采集与分析技术等，但每种方法均存在不同程度的局限性。直接挖取法虽直观，却不可避免地会对脆弱的根系造成物理损伤，同时破坏了土壤与根系间原有的微环境平衡，难以真实反映根系在自然环境下的生长状态；根箱观察系统以及图像采集与分析技术虽然能在一定程度上减少对根系的直接伤害，但往往难以兼顾土体的完整性，限制了对根系与土壤相互作用的深入理解。更为关键的是，这些方法大多难以实现对土体进行精细、无损的分割与分析，阻碍了业内人员对根系构型与土壤环境、养分吸收效率之间复杂关系的深入探究，也无法研究根系构型。

技术实现思路

1、本发明意在提供一种观测水稻根系构型的装置，构成框体的前侧网板和后侧网板可拆卸，左侧网板和右侧网板连接把手，在不损伤根系和不破坏土壤的情况下将框体从田里取出并获取水稻在实际生长条件下的完整根系，然后对根系形状和空间分布进行观测，对根系的形态和生理特征进行分区域定量测定；框体内侧的纵向网板可拆卸连接，使其可以根据水稻不同生育期调整框体内部分区大小，从而细致研究不同时期水稻根系构型。解决了背景技术中的问题。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种观测水稻根系构型的装置，包括底侧网板、前侧网板、后侧网板、左侧网板和右侧网板，所述底侧网板、前侧网板、后侧网板、左侧网板和右侧网板依次连接构成顶面开口的框体，所述框体的顶面开口用于水稻生长，且所述前侧网板和后侧网板与所述底侧网板、左侧网板和右侧网板均可拆卸连接；所述框体的内侧连接有若干纵向网板和若干横向网板将其划分出若干个观测区域。

4、进一步地，所述底侧网板、前侧网板、后侧网板、左侧网板和右侧网板的网孔直径为2mm、厚度为1mm；所述纵向网板和横向网板的网孔直径为5mm。

5、进一步地，若干所述纵向网板之间、若干所述横向网板之间、所述纵向网板与所述横向网板之间设有插入式隔板。

6、进一步地，所述左侧网板的顶部和右侧网板的顶部均连接有用于移动和/或从田间取出所述框体的把手。

7、进一步地，所述框体呈正方体状，且正方体的边长为300mm。

8、进一步地，所述纵向网板有两件，左侧所述纵向网板与左侧网板之间的距离为75mm，两件所述纵向网板之间的距离为150mm；所述横向网板有六件，最下侧所述横向网板与所述底侧网板之间的距离为100mm，其余所述横向网板从下向上相邻两件网板之间的距离分别为50mm、50mm、30mm、30mm、20mm。

9、进一步地，所述纵向网板插设于相邻两件所述横向网板之间。

10、技术方案的有益效果是：

11、(1)构成框体的网板的孔径为2mm，有利于固定土壤且不影响水分和养分交流；内部的横向网板和纵向网板的孔径为5mm，有利于根系的生长延伸，不影响水稻的正常生长发育；

12、(2)左侧网板和右侧网板的顶部均连接有把手，便于移动框体和/或将其从田间取出，可实现水稻根系的完整取样，且不损伤根系，不破坏根系周围土壤；

13、(3)前侧网板和后侧网板与框体可拆卸连接，以便于对根系进行可视化观测，观察水稻完整根系在实际生长条件下的形态和空间分布，并获取图片和影像资料；

14、(4)框体内侧的设置横向网板和纵向网板将其内侧划分为多个观测空间，以便于对水稻根进行分区域取样，并测定其形态和生理特征，实现根系构型的精确定量研究；插入式的隔板可以根据实际的需要调节观测空间的大小，对框体的内部观测空间进行合理分区，实现根系构型的准确固定，满足不同品种和生长期水稻根系的研究需求；横向网板按2cm、2cm、3cm、3cm、5cm、5cm和10cm梯度设置，以适用于水稻不同时期根系构型的观测；

15、(5)针对其他作物，通过更换不同孔径的网板，即可研究小麦、大豆、油菜等旱地作物的根系构型。

技术特征：

1.一种观测水稻根系构型的装置，其特征在于，包括底侧网板、前侧网板、后侧网板、左侧网板和右侧网板，所述底侧网板、前侧网板、后侧网板、左侧网板和右侧网板依次连接构成顶面开口的框体，所述框体的顶面开口用于水稻生长，且所述前侧网板和后侧网板与所述底侧网板、左侧网板和右侧网板均可拆卸连接；所述框体的内侧连接有若干纵向网板和若干横向网板将其划分出若干个观测区域。

2.根据权利要求1所述的一种观测水稻根系构型的装置，其特征在于，所述底侧网板、前侧网板、后侧网板、左侧网板和右侧网板的网孔直径为2mm、厚度为1mm；所述纵向网板和横向网板的网孔直径为5mm。

3.根据权利要求1所述的一种观测水稻根系构型的装置，其特征在于，若干所述纵向网板之间、若干所述横向网板之间、所述纵向网板与所述横向网板之间设有插入式隔板。

4.根据权利要求1所述的一种观测水稻根系构型的装置，其特征在于，所述左侧网板的顶部和右侧网板的顶部均连接有用于移动和/或从田间取出所述框体的把手。

5.根据权利要求1所述的一种观测水稻根系构型的装置，其特征在于，所述框体呈正方体状，且正方体的边长为300mm。

6.根据权利要求5所述的一种观测水稻根系构型的装置，其特征在于，所述纵向网板有两件，左侧所述纵向网板与左侧网板之间的距离为75mm，两件所述纵向网板之间的距离为150mm；所述横向网板有六件，最下侧所述横向网板与所述底侧网板之间的距离为100mm，其余所述横向网板从下向上相邻两件网板之间的距离分别为50mm、50mm、30mm、30mm、20mm。

技术总结本发明属于水稻根系研究设备技术领域，公开了一种观测水稻根系构型的装置，包括底侧网板、前侧网板、后侧网板、左侧网板和右侧网板，底侧网板、前侧网板、后侧网板、左侧网板和右侧网板依次连接构成框体，框体的顶面开口，左侧网板和右侧网板的顶部均连接有把手；框体的内侧连接有纵向网板和横向网板。本发明的前侧网板和后侧网板可拆卸，左侧网板和右侧网板连接把手，在不损伤根系和不破坏土壤的情况下获取水稻在实际生长条件下的完整根系，然后对根系形状和空间分布进行观测，对根系的形态和生理特征进行分区域定量测定；并且可以根据水稻不同生育期调整框体内观测区域的大小，以研究不同时期水稻根系构型。技术研发人员：李国辉,许轲,朱昌进,霍中洋,戴其根,魏海燕,高辉,张洪程受保护的技术使用者：扬州大学技术研发日：技术公布日：2024/11/4