本發(fā)明涉及土壤微生物生物量檢測，特別是涉及一種自動化土壤微生物生物量培養(yǎng)及熏蒸裝置。
背景技術(shù)：
1、目前，土壤微生物生物量的測定方法原理和步驟為：將土壤樣品和氯仿裝入干燥器中，通過真空抽氣使氣態(tài)氯仿在土壤孔隙中擴(kuò)散，黑暗條件下培養(yǎng)，使氯仿與土壤充分接觸，從而破壞土壤微生物的細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)，促進(jìn)微生物細(xì)胞活性組分的釋放，熏蒸后取出氯仿并通過反復(fù)真空抽氣除去土壤中殘留的氯仿，土壤熏蒸后釋放的微生物細(xì)胞內(nèi)容物使土壤中可提取碳、氮、磷和硫等大幅度增加，通過適當(dāng)浸提劑提取，測定提取液中全碳、全氮含量或無機(jī)磷含量，可以計算微生物生物量碳、氮及磷的含量。
2、熏蒸提取土壤微生物生物量法主要包括3個步驟，即培養(yǎng)、熏蒸與去氯仿。通常實驗室需專門建立恒溫的密閉暗室用于培養(yǎng)；培養(yǎng)之后需要將樣品轉(zhuǎn)移至可抽真空的干燥器中用氯仿熏蒸，由于氯仿有毒，熏蒸必須在通風(fēng)櫥中進(jìn)行，熏蒸完成后再將干燥器轉(zhuǎn)移至暗室培養(yǎng)22～24小時，因而整體操作需要在兩個地點才能完成。對于容量較大的干燥器，移動過程中費時、費力；在熏蒸過程中，無法監(jiān)測干燥器是否密封，若干燥器密封不嚴(yán)，氯仿外泄至恒溫培養(yǎng)室，樣品熏蒸失敗且對實驗室人員造成傷害；去氯仿步驟存在器皿負(fù)壓真空難破，且用于密封連接器皿和器皿頂蓋的密封絕緣脂經(jīng)過真空后粘性較大，難以打開器皿頂蓋，易造成樣品傾灑及損壞真空容器頂蓋等問題。
3、因此，亟需設(shè)計一種能夠無需移動、在線監(jiān)控真空、自動化完成樣品培養(yǎng)和熏蒸的技術(shù)方案。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的是提供一種自動化土壤微生物生物量培養(yǎng)及熏蒸裝置，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，能夠去除土壤微生物生物量培養(yǎng)熏蒸過程中樣品轉(zhuǎn)移、樣品培養(yǎng)系統(tǒng)移動、反復(fù)開蓋移動樣品步驟，及避免因操作過程中樣品培養(yǎng)系統(tǒng)密封不嚴(yán)導(dǎo)致整個實驗失敗等問題，實現(xiàn)無需移動器皿、在線監(jiān)控真空、自動化完成樣品培養(yǎng)和熏蒸。
2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：
3、本發(fā)明提供一種土壤微生物生物量培養(yǎng)及熏蒸裝置，包括：
4、恒溫箱體，其設(shè)有控制面板，能夠控制所述恒溫箱體內(nèi)部溫度至設(shè)定數(shù)值，并保持恒定；
5、樣品培養(yǎng)系統(tǒng)，設(shè)置于所述恒溫箱體內(nèi)，所述樣品培養(yǎng)系統(tǒng)內(nèi)用于承載土壤微生物樣品；
6、真空控制系統(tǒng)，包括真空泵及真空控制器，所述真空泵通過真空管路與所述樣品培養(yǎng)系統(tǒng)連接，所述真空控制器能夠控制所述樣品培養(yǎng)系統(tǒng)內(nèi)的真空度；
7、熏蒸系統(tǒng)，設(shè)置于所述恒溫箱體內(nèi)，且與所述樣品培養(yǎng)系統(tǒng)通過設(shè)有第一電磁閥的氯仿管路連通，所述熏蒸系統(tǒng)內(nèi)設(shè)有氯仿，能夠?qū)⒙确抡魵廨斔椭翗悠放囵B(yǎng)系統(tǒng)內(nèi)；
8、氣體置換系統(tǒng)，與所述樣品培養(yǎng)系統(tǒng)通過設(shè)有第二電磁閥的空氣管路連通，能夠向所述樣品培養(yǎng)系統(tǒng)內(nèi)輸送空氣；
9、尾氣回收系統(tǒng)，與所述真空泵的出氣口通過管路連通，用于吸收實驗后的氯仿；
10、控制模塊，分別與所述第一電磁閥、第二電磁閥、真空控制系統(tǒng)和氣體置換系統(tǒng)連接，能夠分別控制所述第一電磁閥、第二電磁閥、真空控制系統(tǒng)和氣體置換系統(tǒng)的啟停；控制模塊采用現(xiàn)有的可編程控制器作為操作平臺，構(gòu)建多功能電磁閥組用于控制氣體通路，及自動培養(yǎng)-熏蒸-去氯仿的程序控制；采用壓力控制系統(tǒng)進(jìn)行氣體壓力控制。
11、優(yōu)選的，所述恒溫箱體內(nèi)設(shè)有電加熱裝置和制冷裝置，電加熱裝置可以采用電熱管；制冷裝置采用壓縮機(jī)制冷；所述電加熱裝置和制冷裝置分別與所述控制面板連接，所述控制面板能夠通過所述電加熱裝置和制冷裝置調(diào)控所述恒溫箱體內(nèi)的溫度處于設(shè)定數(shù)值；所述恒溫箱體上具有可視窗口，所述可視窗口處設(shè)有箱蓋，且所述恒溫箱體的側(cè)壁和箱蓋表面均設(shè)有保溫層，所述保溫層外側(cè)設(shè)有遮光層。
12、優(yōu)選的，所述樣品培養(yǎng)系統(tǒng)包括能夠密封的樣品室，所述樣品室上設(shè)有真空表；所述恒溫箱體內(nèi)固定設(shè)有多個所述樣品室，所述熏蒸系統(tǒng)包括能夠密封的氯仿室，多個所述樣品室通過設(shè)有控制閥的管路依次串行連接，所述氯仿室通過設(shè)有第一電磁閥的氯仿管路與其中一個所述樣品室連通。
13、優(yōu)選的，所述控制模塊能夠通過程序分別控制第一電磁閥和第二電磁閥的閉合狀態(tài)及閉合時間。
14、優(yōu)選的，所述真空控制器通過控制模塊設(shè)定的真空度范圍控制真空泵的啟動，當(dāng)樣品培養(yǎng)系統(tǒng)內(nèi)真空度低于-0.65mpa時，啟動真空泵，當(dāng)樣品培養(yǎng)系統(tǒng)內(nèi)真空度達(dá)到-0.85mpa后，關(guān)閉真空泵。
15、優(yōu)選的，所述氣體置換管路一端貫穿所述恒溫箱體，并與所述樣品培養(yǎng)系統(tǒng)連通，所述氣體置換管路另一端通過三通閥分別連接所述空氣管路和真空管路，所述真空泵的出氣口外接所述尾氣回收系統(tǒng)。
16、優(yōu)選的，所述尾氣回收系統(tǒng)包括吸收室，所述吸收室內(nèi)設(shè)有活性炭。
17、優(yōu)選的，所述恒溫箱體側(cè)面設(shè)有通風(fēng)口，所述通風(fēng)口處設(shè)有風(fēng)扇。
18、優(yōu)選的，所述樣品室包括腔體和腔蓋，樣品室材質(zhì)為2cm厚的亞克力，所述腔蓋與腔體頂部接觸位置處設(shè)有2cm的外緣，該外緣環(huán)設(shè)于腔蓋外側(cè)壁上，且靠近腔蓋與腔體頂部接觸位置處，便于通過外緣向上撥動打開腔蓋，所述腔蓋固定扣合于所述腔體頂部，且所述腔體與腔蓋接觸界面采用凸起硅膠密封條密封；所述腔蓋中心連有四通管，所述四通管的底部通路與所述腔蓋內(nèi)部連通，所述四通管的頂部通路連接有所述真空表，所述四通管一側(cè)的通路連接所述氣體置換管路，所述四通管另一側(cè)的通路連接有泄壓閥，所述腔體側(cè)面距離底部5cm處設(shè)有帶閥接口，所述帶閥接口用于連接所述氯仿管路或串接所述樣品室，當(dāng)設(shè)有多個樣品室時，只需第一個樣品室的其中一個帶閥接口連接氯仿管路，其余的樣品室通過各自的帶閥接口與第一個樣品室串接。
19、優(yōu)選的，所述氯仿室包括腔體和腔蓋，氯仿室材質(zhì)為1cm厚的生玻璃，所述腔蓋固定扣合于所述腔體頂部，且所述腔蓋與腔體接觸界面采用凸起硅膠密封條密封；所述腔蓋設(shè)有1cm的外緣，該外緣可以環(huán)設(shè)于腔蓋上部側(cè)壁處；所述腔體側(cè)面距離底部5cm處設(shè)有帶閥接口，所述帶閥接口用于連接所述氯仿管路。
20、本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)取得了以下技術(shù)效果：
21、本發(fā)明將樣品培養(yǎng)系統(tǒng)和熏蒸系統(tǒng)均分別固定于遮光的恒溫箱體內(nèi)，樣品培養(yǎng)系統(tǒng)和熏蒸系統(tǒng)之間通過帶有電磁閥的管路連接，電磁閥與控制模塊連接，控制模塊控制電磁閥的通斷，進(jìn)而能夠?qū)崿F(xiàn)氣路連通或斷開，從而實現(xiàn)了原位完成培養(yǎng)、熏蒸，且培養(yǎng)和熏蒸過程中無需移動設(shè)備及樣品。尾氣回收系統(tǒng)可以將氣體置換系統(tǒng)抽出的含有氯仿的廢氣原位吸收，避免直接排放到大氣，減少環(huán)境污染。本發(fā)明可以將土壤微生物生物量測定的樣品制備過程自動化，規(guī)范操作步驟，減少了人為引入誤差，降低了人工成本，使后續(xù)土壤微生物生物量測定更加簡便可控。
1.一種土壤微生物生物量培養(yǎng)及熏蒸裝置，其特征在于：包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的土壤微生物生物量培養(yǎng)及熏蒸裝置，其特征在于：所述恒溫箱體內(nèi)設(shè)有電加熱裝置和制冷裝置，所述電加熱裝置和制冷裝置分別與所述控制面板連接，所述控制面板能夠通過所述電加熱裝置和制冷裝置調(diào)控所述恒溫箱體內(nèi)的溫度處于設(shè)定數(shù)值；所述恒溫箱體上具有可視窗口，所述可視窗口處設(shè)有箱蓋，且所述恒溫箱體的側(cè)壁和箱蓋表面均設(shè)有保溫層，所述保溫層外側(cè)設(shè)有遮光層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的土壤微生物生物量培養(yǎng)及熏蒸裝置，其特征在于：所述樣品培養(yǎng)系統(tǒng)包括能夠密封的樣品室，所述樣品室上設(shè)有真空表；所述恒溫箱體內(nèi)固定設(shè)有多個所述樣品室，所述熏蒸系統(tǒng)包括能夠密封的氯仿室，多個所述樣品室通過設(shè)有控制閥的管路依次串行連接，所述氯仿室通過設(shè)有第一電磁閥的氯仿管路與其中一個所述樣品室連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的土壤微生物生物量培養(yǎng)及熏蒸裝置，其特征在于：所述控制模塊能夠通過程序分別控制第一電磁閥和第二電磁閥的閉合狀態(tài)及閉合時間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的土壤微生物生物量培養(yǎng)及熏蒸裝置，其特征在于：所述真空控制器通過控制模塊設(shè)定的真空度范圍控制真空泵的啟動，當(dāng)樣品培養(yǎng)系統(tǒng)內(nèi)真空度低于-0.65mpa時，啟動真空泵，當(dāng)樣品培養(yǎng)系統(tǒng)內(nèi)真空度達(dá)到-0.85mpa后，關(guān)閉真空泵。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的土壤微生物生物量培養(yǎng)及熏蒸裝置，其特征在于：還包括氣體置換管路，所述氣體置換管路一端貫穿所述恒溫箱體，并與所述樣品培養(yǎng)系統(tǒng)連通，所述氣體置換管路另一端通過三通閥分別連接所述空氣管路和真空管路，所述真空泵的出氣口外接所述尾氣回收系統(tǒng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的土壤微生物生物量培養(yǎng)及熏蒸裝置，其特征在于：所述尾氣回收系統(tǒng)包括吸收室，所述吸收室內(nèi)設(shè)有活性炭。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的土壤微生物生物量培養(yǎng)及熏蒸裝置，其特征在于：所述恒溫箱體側(cè)面設(shè)有通風(fēng)口，所述通風(fēng)口處設(shè)有風(fēng)扇。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的土壤微生物生物量培養(yǎng)及熏蒸裝置，其特征在于：所述樣品室包括腔體和腔蓋，所述腔蓋與腔體頂部接觸位置處設(shè)有外緣，所述腔蓋固定扣合于所述腔體頂部，且所述腔蓋與外緣接觸界面采用凸起硅膠密封條密封；所述腔蓋中心連有四通管，所述四通管的底部通路與所述腔蓋內(nèi)部連通，所述四通管的頂部通路連接有所述真空表，所述四通管一側(cè)的通路連接所述氣體置換管路，所述四通管另一側(cè)的通路連接有泄壓閥，所述腔體側(cè)面設(shè)有帶閥接口，所述帶閥接口用于連接所述氯仿管路或串接所述樣品室。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的土壤微生物生物量培養(yǎng)及熏蒸裝置，其特征在于：所述氯仿室均包括腔體和腔蓋，所述腔蓋固定扣合于所述腔體頂部，且所述腔蓋與外緣接觸界面采用凸起硅膠密封條密封；所述腔蓋設(shè)有外緣；所述腔體側(cè)面設(shè)有帶閥接口，所述帶閥接口用于連接所述氯仿管路。