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一種大型根窗的建設方法.pdf

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一種 大型 建設 方法
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摘要
申請專利號:

CN201310281151.4

申請日:

20130705

公開號:

CN103299853B

公開日:

20141210

當前法律狀態:

有效性:

有效

法律詳情:
IPC分類號: A01G9/02 主分類號: A01G9/02
申請人: 中國科學院新疆生態與地理研究所
發明人: 劉波,曾凡江,賀俊霞,雷加強,郭大立
地址: 830011 新疆維吾爾自治區烏魯木齊市北京南路40號附3號
優先權: CN201310281151A
專利代理機構: 烏魯木齊中科新興專利事務所 代理人: 張莉
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201310281151.4

授權公告號:

法律狀態公告日:

法律狀態類型:

摘要

本發明涉及一種大型根窗的建設方法,該方法選擇地勢開闊平坦地段建造混凝土池子,然后在建造好的混凝土池子內采用角鋼焊接成正方形框架,將2個框架在邊緣處垂直焊接,將垂直焊接后的框架用膨脹螺絲固定在建好的混凝土池子內的四個頂角處的墻壁上,在框架上安裝鋼化玻璃即形成了根窗,在每個混凝土池子內共有4組根窗,再將土壤填回根窗內,將根窗外面貼上一層遮光防潮墊和苯板,然后移栽植物,通過根窗觀察移栽植物根部的根毛和細根。本發明所述的根窗建設方法,是原位非破壞性的,價格低廉,觀測面積大,是進口儀器不可比擬的。

權利要求書

1.一種大型根窗的建設方法,其特征在于按下列步驟進行:建造混凝土池子:a、選擇地勢開闊平坦地段,將面積為4m×4m范圍內的土壤挖出,挖掘深度為1m;b、將挖出的土壤分層堆放,每20cm為一層,將每層土壤內的所有活根剔除;c、在挖掘后的地面上建造1個混凝土結構的無底池子,每個池子的面積為3m×3m,深度為1m,混凝土池壁寬度為20cm;安裝根窗:d、用5cm×5cm的標準角鋼焊接成1.02m×1.02m的正方形框架(3),將2個框架(3)的邊緣處垂直焊接,將垂直焊接后的框架(3)用膨脹螺絲固定在建好的混凝土池子內的四個頂角處的墻壁上,在框架(3)上安裝鋼化玻璃(4)即形成了根窗,再將步驟b分層堆放的土壤(1)按照層次填回根窗內,其中每個混凝土池子內安裝4組根窗;?e、將根窗外面貼上一層遮光防潮墊為4mm厚的雙層鋁箔,在防潮墊的外層緊貼苯板(2),苯板(2)的厚度為10cm,密度為15kg/m,然后移栽植物,通過根窗觀察移栽植物根部的根毛和細根。

說明書

技術領域

本發明涉及一種大型根窗的建設方法,通過玻璃窗觀測植物根系和土壤動物的方法,該技術的推廣和應用將為植物根系和土壤動物的觀測提供一種廉價的技術保障,大大降低了對進口儀器的依賴。

背景技術

根系是一個高度動態的系統,能通過快速的周轉向土壤系統輸入大量有機質。要識別多年生植物中細根的壽命一直是個難題。這是因為,目前為止,研究者對細根乃至整個根系的基本功能及生理生態過程如生長、死亡、代謝等方面的了解仍十分有限。這是由于根系生活在土壤中,很難進行直接的采樣和觀察,導致對其生理生態過程的研究異常困難。

近年來隨著光學和電子學的發展,特別是微根管法(Minirhizotron)的應用,使根系生態學的研究得到了較快的發展。微根管最早是Bates在1937年發明的。然而,微根管的視野很小(2.0cm×1.3cm),只能觀察最細的并且是壽命最短的根,很少能觀察到稍粗的并且是長命的細根。美國CID?Bio-Science公司最先進的根系觀測設備(型號:CI-601)的觀測面積也只有21.59cm×19.56cm,這就導致根系觀測面積很小,并且在實際應用中不能保證每個微根管都能觀測到根系。最重要的問題,一套CI-601設備價格高達20萬元,高昂的價格限制了該設備的大量使用。因此,急需一種價格低廉、觀測面積大的根系原位觀測方法。

本發明提供一種大型根窗的建設方法,是原位非破壞性的,價格低廉,觀測面積大,是進口儀器不可比擬的。

發明內容

本發明的目的在于,提供一種大型根窗的建設方法,該方法選擇地勢開闊平坦地段建造混凝土池子,然后在建造好的混凝土池子內采用角鋼焊接成正方形框架,將2個框架在邊緣處垂直焊接,將垂直焊接后的框架用膨脹螺絲固定在建好的混凝土池子內的四個頂角處的墻壁上,在框架上安裝鋼化玻璃即形成了根窗,在每個混凝土池子內共有4組根窗,再將根窗內填回土壤,將根窗外面貼上一層遮光防潮墊和苯板,然后移栽植物,通過根窗觀察移栽植物根部的根毛和細根。本發明所述的根窗建設方法,是原位非破壞性的,價格低廉,觀測面積大,是進口儀器不可比擬的。

本發明所述的一種大型根窗的建設方法,按下列步驟進行:

建造混凝土池子:

a、選擇地勢開闊平坦地段,將面積為4m×4m范圍內的土壤挖出,挖掘深度為1m;

b、將挖出的土壤分層堆放,每20cm為一層,將每層土壤內的所有活根剔除;

c、在挖掘后的地面上建造1個混凝土結構的無底池子,每個池子的面積為3m×3m,深度為1m,混凝土池壁寬度為20cm;

安裝根窗:

d、用5cm×5cm的標準角鋼焊接成1.02m×1.02m的正方形框架(3),將2個框架(3)的邊緣處垂直焊接,將垂直焊接后的框架(3)用膨脹螺絲固定在建好的混凝土池子內的四個頂角處的墻壁上,在框架(3)上安裝鋼化玻璃(4)即形成了根窗,再將步驟b分層堆放的土壤(1)按照層次填回根窗內;?

e、將根窗外面貼上一層遮光防潮墊,在防潮墊的外層緊貼苯板(2),然后移栽植物,通過根窗觀察移栽植物根部的根毛和細根。

步驟d中在每個混凝土池子內安裝4組根窗。

步驟e中遮光防潮墊為4mm厚的雙層鋁箔防潮墊,苯板(2)的厚度為10cm,密度為15kg/m3。

本發明所述的一種大型根窗的建設方法,該方法的步驟為:

建造混凝土池子:

選擇地勢開闊平坦地段,將面積為4m×4m范圍內的土壤挖出,挖掘深度為1m,將挖出的土壤分層堆放(每20cm為一層),把每層土壤內的所有活根剔除,以防止根系干擾,在挖掘后的地面上建造1個混凝土結構的無底池子(混凝土強度為C20級),每個池子的面積為3m×3m,深度為1m,混凝土池壁寬度為20cm;

安裝根窗:

當混凝土池子建好后,用5cm×5cm的標準角鋼焊接成1.02m×1.02m的正方形框架93),框架(3)比鋼化玻璃(4)尺寸稍大2cm,以便鋼化玻璃(4)能安裝到框架(3)里面,再將2個框架(3)的邊緣處垂直焊接,將垂直焊接后的框架(3)用膨脹螺絲固定在混凝土墻壁上,最后將1m×1m的鋼化玻璃安裝在角鋼的內槽上,這樣框架(3)正好與混凝土墻組成一個長寬高均為1m的立方體開頂箱式結構;鋼化玻璃(4)安裝好之后,把分層堆放的土壤(1)按照原來的層次填回,在每個混凝土池子的四個頂角處均安裝相同的根窗,即每個混凝土池子內共有4組根窗,為了使角鋼經久耐用,在角鋼的外側進行防銹處理,具體的做法是先清除角鋼上的銹跡,然后涂上防銹漆,待防銹漆固化后再涂上一層白色的油漆以減少角鋼的吸熱;

在根窗的觀測期內,為了降低玻璃壁內的土壤受到外界光照、溫度等環境因子的影響,在根窗外面貼上一層遮光防潮墊(材料是4mm厚的雙層鋁箔防潮墊),再用厚度為10cm的苯板(密度為15kg/m3)緊貼在遮光防潮墊的外面,盡量減少外界環境對根系生長的干擾;在植物生長季結束后,一般不再觀測根系生長狀況,此時,為了更好的避免外界對根窗內的根系的影響,用土壤把混凝土池子內的空隙填平,保證根窗內根系的正常生長環境。

附圖說明:

圖1為本發明四組根窗的結構示意圖;

圖2為本發明一組根窗的結構示意圖;

圖3為本發明在混凝土池子內安裝根窗的示意圖;

圖4為本發明在根窗內填實土壤示意圖;

圖5為本發明在根窗加貼苯板示意圖;

圖6為本發明移栽20天后的長勢圖;

圖7為本發明根窗內清晰的根毛(多枝檉柳)圖;

圖8為本發明根窗內清晰的不同的分枝等級(桑樹)圖。

具體實施方式。

實施例

本發明已經在塔克拉瑪干沙漠南緣的中國科學院新疆生態與地理研究所策勒荒漠草地生態系統國家野外科學觀測研究站的綜合試驗場內成功實施,具體操作按下列步驟進行:

建造混凝土池子:

2010年3月,在策勒站綜合試驗場內選擇開闊地段,將面積為7m×17m范圍內的土壤挖出,挖掘深度為1m,將挖出的土壤分層堆放(每20cm為一層),把每層土壤內的所有活根剔除,以防止根系干擾,在挖掘后的地面上建造10個4面墻是混凝土結構的正方形池子(圖1所示混凝土強度為C20級),每個池子的面積為3m×3m,深度為1m,池壁寬度為20cm;

安裝根窗:

當混凝土池子建好后,用5cm×5cm的標準角鋼焊接成1.02m×1.02m的正方形框架3,框架3比鋼化玻璃4尺寸稍大2cm,以便鋼化玻璃4能安裝到框架3里面,再將2個框架3在邊緣處垂直焊接,將垂直焊接后的框架3用膨脹螺絲固定在混凝土墻壁上,最后將1m×1m的鋼化玻璃4安裝在角鋼的內槽上,這樣框架3正好與混凝土墻組成一個長寬高均為1m的立方體開頂箱式結構,鋼化玻璃4安裝好之后(圖3),把分層堆放的土壤1(即原狀土,填滿根窗的土壤)按照原來的層次填回(圖4);在每個池子的四個角上均安裝相同的根窗,即每個池子內共有4組根窗,共計需要96塊鋼化玻璃(1m×1m),60根標準角鋼(5cm×5cm×6m),為了使角鋼經久耐用,在角鋼的外側進行防銹處理,具體的做法是先清除角鋼上的銹跡,然后涂上紅色的防銹漆,待防銹漆固化后再涂上一層白色的油漆以減少角鋼的吸熱;

移栽植物

每組池子內只移栽一種植物,每種植物有4個重復,為了保證每組根窗內都有植物存活下來,先移栽2棵植物進去,若2棵都存活,則剔除一棵;若2棵都不能存活,則盡快再移栽2棵;在2010年的試驗中,沒有出現2次移栽的現象。移栽植物后,為了防止根窗內的土壤受到外界光照、溫度等環境因子的影響,在根窗外面貼上一層遮光防潮墊(材料是4mm厚的雙層鋁箔防潮墊),再用厚度為10cm的苯板2(密度為15kg/m3)緊貼在遮光防潮墊的外面(圖5),最后在苯板2與苯板2之間的空隙內填滿土壤1,盡量減少外界環境對根系生長的干擾,移栽20天后的植物長勢良好(圖6),移栽100天后可見清晰的根毛(圖7中白色部分為多枝檉柳的根毛區)和不同分枝等級的細根(圖8中棕色的部分顯示的是桑樹的細根);

后期管理

在試驗實施期間,將對10種供試植物采取相同的管理模式,包括相同的養分和水分處理,將原狀土填回去的原因就是為了保證所有供試植物都生長在相同或者近似的養分環境中;在試驗實施期間,清除樣地內雜草,防止其它物種根系的干擾,對所有供試植物給予相同的水分灌溉,以保證正常生長,在試驗期內,除了進行試驗測定的時間,其余所有時間內用土壤把混凝土池子填平,保證根窗內根系的正常生長環境。

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