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CN110157607B - 土壤微生物群落特征反应器及测定装置 - Google Patents

土壤微生物群落特征反应器及测定装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种土壤微生物群落特征反应器及测定装置，属于土壤微生物领域。上述反应器包括盒体、显色板和杯体；所述杯体设置在所述盒体内所述显色板设置在所述杯体的上方，并与所述杯体连接；所述杯体内的气体能够进入到所述显色板中，所述显色板中填充有二氧化碳显色剂。使用时，将配置好的碳源(利用水稻土壤及其它化学试剂制成)分装至反应杯中进行培养。通过显色板来检测从碳源中逸出的二氧化碳的状况，以此作为土壤微生物群落特征的实验研究数据。上述测定装置包括固定架和上述反应器，固定架用于固定反应器。上述反应器及测定装置能够为土壤微生物群落特征提高比较准确的实验研究数据，并且操作简单，成本较低，可以重复使用。

Description

土壤微生物群落特征反应器及测定装置
技术领域
本发明涉及土壤微生物测定领域，具体而言，涉及一种土壤微生物群落特征反应器及测定装置。
背景技术
土壤微生物群落是土壤重要的活体成分，它的数量和活性经常用作评价土壤健康或者土壤质量的重要指标。尤其是土壤微生物群落多样性被认为是评估土壤健康的一种比较灵敏的方法。
在过去近20年，产生了3种测定土壤微生物代谢功能多样性的方法，即基于单一碳源检测技术(Sole carbon source tests)的Biolog方法、多重底物诱导呼吸(Multiplecarbon-sources Substrate-induced Respiration,Multi-SIR)和MicroResp方法，它们都是利用了组成土壤微生物群落的每种微生物所能利用的底物各有不同的特性，通过添加不同种类的碳源底物来获得“群落水平的代谢指纹图谱(Catabolic fingerprint of thecommunity)”或者称为“微生物群落水平生理特征(Microbial community levelphysiological profiles,CLPP)”。
水稻土壤微生物群落多样性以及微生物状况是评价水稻土壤健康状况的关键生物指标。利用多重底物诱导呼吸方法较难实现。
利用Biolog方法和美国BIOLOG公司的BIOLOG ECO板装置虽然可以实现水稻土壤微生物群落多样性检测，但是需要制备土壤溶液，并对土壤进行1000倍稀释，从而严重影响了土壤的原始状态，导致试验数据统误差较大，使其可靠性存在争议。并且BIOLOG ECO板较个较高，不适应于大批量测定。
有鉴于此，本发明提供了一种水稻土壤微生物群落特征测定装置。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种土壤微生物群落特征反应器及测定装置，其能够用于测量水稻土壤中微生物群落特征。
本发明是这样实现的：
一种土壤微生物群落特征反应器，所述反应器包括盒体、显色板和杯体；所述杯体设置在所述盒体内，所述显色板设置在所述杯体的上方，并与所述杯体连接；所述杯体内的气体能够进入到所述显色板中，所述显色板中填充有显色剂。
进一步；所述反应器还包括反应板，所述反应板上设置有多个安装孔，所述杯体安装在所述安装孔中。
进一步；所述反应器还包括连通管，所述连通管为圆管状结构，包括主管和多个支管，所述主管插接在所述杯体中，所述支管与所述主管连接；
所述显色板上设置有多个板孔，所述板孔为盲孔，用于填充二氧化碳显色剂；
所述支管与所述板孔连接。
进一步；所述反应器还包括胶垫，所述胶垫与所述显色板连接，所述胶垫上设置有连接孔，所述连通管嵌设在所述连接孔中，所述连接孔使得所述杯体与所述板孔连通。
进一步；所述板孔中填充有150ml的二氧化碳显色剂。
进一步；所述显色板上设置有8行12列的板孔，所述反应板上设置有4行6列的安装孔，所述连通管包括4个支管。
一种土壤微生物群落特征测定装置，所述测定装置包括固定架和所述的土壤微生物群落特征反应器，所述固定架包括底板、立杆、连接杆和施力杆；
所述立杆与所述底板连接，所述连接杆与所述立杆连接，所述施力杆与所述连接杆连接，所述施力杆能够相对于所述底板做相互远离或靠近的运动；所述反应器设置在所述施力杆和所述底板之间。
进一步；所述连接杆的端部设置有螺纹孔，所述施力杆与所述连接杆螺纹连接，所述施力杆的端部与所述显色板抵接。
进一步；所述显色板上设置有套圈，所述套圈套设在所述施力杆的端部。
进一步；所述测定装置包括多个所述反应器、多个连接杆和所述施力杆，所述施力杆能够将对应的所述反应器进行固定。
本发明的有益效果是：
本发明通过上述设计得到的土壤微生物群落特征反应器及测定装置，使用时，将配置好的碳源(利用水稻土壤及其它化学试剂制成)分装至反应杯中进行培养。通过显色板来检测从碳源中逸出的二氧化碳的状况，以此作为土壤微生物群落特征的实验研究数据。上述反应器及测定装置能够为土壤微生物群落特征提高比较准确的实验研究数据，并且操作简单，成本较低，可以重复使用。
附图说明
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。
图1是本发明实施方式提供的测定装置的结构示意图；
图2是本发明实施方式提供的反应器的剖视图；
图3是本发明实施方式提供的反应板的俯视图；
图4是本发明实施方式提供的连通管的结构示意图；
图5是本发明实施方式提供的着色板的仰视图。
图标：1-固定架；1.1-底板；1.2-立杆；1.3-施力杆；1.4-连接杆；2-反应器；2.1-盒体；2.2-显色板；2.3-胶垫；2.4-连通管；2.41-支管；2.42-主管；2.5-反应板；2.6-反应杯。
具体实施方式
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。
在本发明的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
实施例：
请参考图1，本实施例提供了一种土壤微生物群落特征测定装置，其能够用于研究水稻土壤中微生物群落特征。上述测定装置包括固定架1和两个反应器2，固定架1用于固定安装反应器2，反应器2用于盛放碳源并测定碳源的二氧化碳释放情况，以此来研究碳源中微生物群落特征。
具体地，固定架1包括底板1.1、两个立杆1.2、四个连接杆1.4和四个施力杆13，立杆1.2竖直设置，其底端与底板1.1焊接固定。连接杆1.4的一端与立杆1.2垂直连接，另一端设置有套筒，套筒设置有内螺纹。施力杆13竖直设置，其包括相互连接的螺纹段和握持段，螺纹段与套筒螺纹连接，握持段设置有胶套。每个立杆1.2上设置两个连接杆1.4，两个连接杆1.4朝相反的方向延伸；四个连接杆1.4平行设置。转动施力杆13时，其能够沿其轴向运动，从而靠近或远离底板1.1。
请参考图1和图2，反应器2设置在施力杆13与底板1.1之间，通过转动施力杆13能够将反应器2夹持固定。具体地，反应器2包括盒体2.1、显色板2.2、连通管2.4、反应板2.5和反应杯2.6。盒体2.1为反应器2的外壳，反应板2.5设置在盒体2.1的底部，显色板2.2设置在合同的上部。反应杯2.6设置在盒体2.1内部，反应杯2.6产生的二氧化碳气体能够通过反应杯2.6上端的连通管2.4进入到显色板2.2内。
具体地，请参考图3和图4，反应板2.5上设置有4行6列的安装孔，每个安装孔中均设置有反应杯2.6；反应杯2.6用于盛放碳源。连通管2.4为圆管状结构，包括主管2.42和四个支管2.41，主管2.42的一端插接在反应杯2.6中，四个支管2.41与主管2.42的另一端连接。显色板2.2的下表面上设置有8行1.2列的板孔，该板孔为盲孔，每个板孔中填充有1.50ml二氧化碳显色剂。安装时，每个支管2.41与一个半孔对应插接；从而使得反应杯2.6中产生的二氧化碳能够通过连通管2.4进入到板孔中。连通管2.4采用了橡胶材料，从而防止二氧化碳气体从连接处逸出影响数据的准确性。
进一步，请参考图5，显色板2.2的下表面还设置有胶垫2.3，胶垫2.3上设置有连接孔，连接孔的形状与连通管2.4的形状一致。连通管2.4嵌设在连接孔中后，连通管2.4的每个支管2.41与对应的板孔连通。
固定架1与反应器2的装配方法如下：先旋转施力杆13，使得其下端与底板1.1之间的距离增大，然后将反应器2置于施力杆13与底板1.1之间；最后反向旋转施力杆13，使得施力杆13的下端与显色板2.2的上表面抵接，从而将反应器2压紧固定。施力杆13将显色板2.2压紧能提高显色板2.2与反应杯2.6之间的密封性，进一步防止二氧化碳逸出；提高数据准确性。
为了更加可靠地固定反应器2，显色板2.2的上表面还设置有套圈，施力杆13插接到套圈中。
反应杯2.6中所需要的碳源的配置方法如下：
1、每个试剂按照顺序给瓶盖上编号；
2、离心管需先灭菌、准备超纯水/双蒸水；
3、每个碳源配制50ml，分装到2个离心管(35ml左右)；
4、每个碳源需用HCl和NaOH调pH至5.5-6.0，个别难调的范围可宽至5.0-6.0(HCl和NaOH需要各配置非常浓至非常稀约5个梯度，才方便调pH)；
5、配置时，先加35-40ml超纯水/双蒸水溶解试剂，调pH，最后容量瓶定容至50ml；
6、难容的需加热搅拌并调节pH，直至溶解；有几个调节pH和加热均不能溶解的碳源，需离心弃掉沉淀取上清液保存；调节pH的过程可以在磁力搅拌器上边加热搅拌边加HCl或NaOH，并将pH探头插入液面下方1-2cm，实时监测pH值)；
7、每个配好的试剂离心管上注明试剂名称、对应编号、pH值、日期；
8、配好后离心管置于盒子中正放于-20度冰箱；
9、试剂中有个别要求保存于冷藏状态。
利用本实施例提供的土壤微生物群落特征测定装置可以同时进行对照试验或者同时进行多个试验，有效节省试验时间和成本，并且能提高实验数据的精准度。当在显色板2.2采用其它的显色剂时，可以用于检测其他气体的实验数据，可以做到一器多用。
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。

Claims (9)

1.一种土壤微生物群落特征反应器，其特征在于，所述反应器包括盒体、连通管、显色板和杯体；所述杯体设置在所述盒体内，所述显色板设置在所述杯体的上方，并与所述杯体连接；所述杯体内的气体能够进入到所述显色板中，所述显色板中填充有显色剂，所述连通管为圆管状结构，包括主管和多个支管，所述主管插接在所述杯体中，所述支管与所述主管连接；
所述显色板上设置有多个板孔，所述板孔为盲孔，用于填充二氧化碳显色剂；
所述支管与所述板孔插接配合。
2.根据权利要求1所述的土壤微生物群落特征反应器，其特征在于，所述反应器还包括反应板，所述反应板上设置有多个安装孔，所述杯体安装在所述安装孔中。
3.根据权利要求1所述的土壤微生物群落特征反应器，其特征在于，所述反应器还包括胶垫，所述胶垫与所述显色板连接，所述胶垫上设置有连接孔，所述连通管嵌设在所述连接孔中，所述连接孔使得所述杯体与所述板孔连通。
4.根据权利要求1所述的土壤微生物群落特征反应器，其特征在于，所述板孔中填充有二氧化碳显色剂。
5.根据权利要求1所述的土壤微生物群落特征反应器，其特征在于：
所述反应器还包括反应板，所述反应板上设置有多个安装孔，所述杯体安装在所述安装孔中；
所述显色板上设置有多行多列的板孔，所述反应板上设置有多行多列的安装孔，所述连通管包括4个支管。
6.一种土壤微生物群落特征测定装置，其特征在于，所述测定装置包括固定架和权利要求1至5任一项所述的土壤微生物群落特征反应器，所述固定架包括底板、立杆、连接杆和施力杆；
所述立杆与所述底板连接，所述连接杆与所述立杆连接，所述施力杆与所述连接杆连接，所述施力杆能够相对于所述底板做相互远离或靠近的运动；所述反应器设置在所述施力杆和所述底板之间。
7.根据权利要求6所述的土壤微生物群落特征测定装置，其特征在于，所述连接杆的端部设置有螺纹孔，所述施力杆与所述连接杆螺纹连接，所述施力杆的端部与所述显色板抵接。
8.根据权利要求6所述的土壤微生物群落特征测定装置，其特征在于，
所述显色板上设置有套圈，所述套圈套设在所述施力杆的端部。
9.根据权利要求6所述的土壤微生物群落特征测定装置，其特征在于，所述测定装置包括多个所述反应器、多个连接杆和所述施力杆，所述施力杆能够将对应的所述反应器进行固定。
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