一种模拟病原菌在土壤中扩散的设备及方法技术

本申请涉及一种模拟病原菌在土壤中扩散的设备及方法，其中包括模拟箱模块、调节模块、外界环境信息采集模块、土壤数据采集处理模块；所述模拟箱模块内设置有模拟箱体，所述模拟箱体分为若干层土壤层，且每层土壤层之间都通过渗透面板间隔，所述模拟箱体的底部设置有积水室，本发明专利技术通过模拟箱模块来模拟病原菌在土壤中的垂直方向、水平方向上的扩散情况，而且通过外界环境信息采集模块采集目标区域的环境信息，以最大的相似度来模拟目标区域的外界环境信息，从而建立扩散模型，进而从扩散模型中预测目标区域的病原菌的扩散程度，进而可以有效地计算出扩散到农作物处的时间点或者时间段，从而有效地防止病原菌侵染农作物。从而有效地防止病原菌侵染农作物。从而有效地防止病原菌侵染农作物。

【技术实现步骤摘要】
一种模拟病原菌在土壤中扩散的设备及方法


[0001]本专利技术涉及模拟设备领域，尤其涉及一种模拟病原菌在土壤中扩散的设备及方法。

技术介绍

[0002]土地是人类赖以生存和发展的物质基础，随着城市化进程的加速、用地功能的调整、农用化学物质种类、数量的增加，使土壤遭受了不同程度的污染，不仅破坏了生态平衡，而且还影响着食品安全以及人类的健康。病原菌是一种引起疾病的微生物,比如病毒或细菌、病原微生物又可称为病原菌，是指能入侵宿主引起感染的微生物，有细菌、真菌、病毒等。它们能产生致病物质，造成宿主感染。病原菌的致病物质可分为毒素和侵袭力两大类。毒素对宿主有毒，能直接破坏机体的结构和功能。侵袭力本身无毒性，但能突破宿主机体的生理防御屏障，并可在机体内生存下来(医学上称为定殖)、繁殖和扩散。如果把毒素当作"元凶"，那侵袭力就是"帮凶"。
[0003]土壤病原菌的污染是来源于人畜粪便和灌溉污水中的病原菌、病毒等病原微生物的污染，而土壤和水对病原菌污染扩散起到决定性作用。另外，许多小型养殖户滥用抗生素，大量病死牲畜随意掩埋、丢弃到土壤或水体中，极有可能导致病原菌的广泛传播。人直接接触或食用被土壤污染的蔬菜、水果等则间接污染等。而且土壤的某些病原菌是连作障碍的主因，连作障碍主要来自土壤微生物分泌的毒素或直接的机械损伤土壤中病原性根际微生物分泌产生的生物毒素直接影响着根系的生长、发育、形态和生理过程，进而损伤农作物，降低了农作物的产量。

技术实现思路

[0004]本专利技术克服了现有技术的不足，提供了一种模拟病原菌在土壤中扩散的设备及方法。
[0005]为达上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0006]本专利技术第一方面提供了一种模拟病原菌在土壤中扩散的设备，包括模拟箱模块、调节模块、外界环境信息采集模块、土壤数据采集处理模块，其中，所述模拟箱模块用于容纳模拟试验的土壤及病原菌，所述调节模块用于与所述外界环境信息采集模块接合以调节模拟箱模块内的变量，所述土壤数据采集处理模块用于对所述模拟箱模块中的土壤病原菌信息的采集和处理土壤病原菌信息，
[0007]所述模拟箱模块内设置有模拟箱体，所述模拟箱体分为若干层土壤层，且每层土壤层之间都通过渗透面板间隔，所述模拟箱体的底部设置有积水室，所述积水室内设置有水资源，所述积水室的一端连接进水管，另一端连接出水管，以实现模拟地下水的流动性，而且所述出水管处设置有检测室，所述检测室内设置有病原菌检测仪器；
[0008]所述土壤数据采集处理模块包括具有直线移动功能的移动面板，所述移动面板设置于所述模拟箱体的侧壁上。
[0009]进一步地，本专利技术的一个较佳实施例中，所述移动面板上设置有检测仪，所述检测仪用于实时获取土壤中病原菌的分布情况，以根据所述分布情况建立分布图。
[0010]进一步地，本专利技术的一个较佳实施例中，所述渗透面板用于根据所述外界环境信息采集模块采集的信息为每层土壤层提供相同的环境。
[0011]进一步地，本专利技术的一个较佳实施例中，所述渗透面板通过获取预设时间段内的病原菌在各层土壤层中的渗透速度、渗透量，以通过所述土壤数据采集处理模块得到病原菌在土壤层在垂直方向上的迁移速度、迁移程度。
[0012]进一步地，本专利技术的一个较佳实施例中，所述模拟箱体的顶部上设置有若干支撑条，所述支撑条上设置有若干导管，所述导管一端伸入每层土壤层中，另一端与外界水源接通。
[0013]进一步地，本专利技术的一个较佳实施例中，所述导管通过所述外界环境信息采集模块采集的湿度信息对各土壤层进行补水。
[0014]进一步地，本专利技术的一个较佳实施例中，所述模拟箱体中的每层土壤层中均设置有温湿度及含水率传感器组件，所述温湿度传感器及含水率传感器组件用于向上传递温湿度信息。
[0015]本专利技术第二方面提供了一种模拟病原菌在土壤中扩散的设备的方法，应用于任一项所述的模拟病原菌在土壤中扩散的设备，其中包括以下步骤：
[0016]获取预设时间内的模拟箱体中个土壤层的病原菌分布情况；
[0017]根据所述病原菌的分布情况建立病原菌分布图；
[0018]基于所述病原菌分布图来预测单位土壤体积内的病原菌的扩散速度；
[0019]基于神经网络建立病原菌扩散模型并将病原菌导入所述病原菌扩散模型进行训练；
[0020]将所述单位土壤体积内的病原菌的扩散速度导入病原菌扩散模型预测目标区域的病原菌的扩散速度值；
[0021]判断所述目标区域的病原菌的扩散速度值是否危及目标区域内的农作物；
[0022]若是，则发出预警信号。
[0023]进一步地，本专利技术的一个较佳实施例中，判断所述目标区域的病原菌的扩散速度值是否危及目标区域内的农作物，具体包括以下步骤：
[0024]基于所述目标区域的病原菌的扩散速度值计算出危及目标区域内的农作物的预测时间点；
[0025]将所述预测时间点与预设农作物收获时间点对比，得到偏差率；
[0026]判断所述偏差率是否大于预设偏差率阈值；
[0027]若大于，计算出灭杀病原菌的有效时间段；
[0028]在所述有效时间段内采取措施对土壤中的病原菌进行灭杀。
[0029]进一步地，本专利技术的一个较佳实施例中，所述分布情况为在垂直方向与水平方向上的病原菌的分布情况。
[0030]本专利技术解决了
技术介绍
中存在的缺陷，本专利技术具备以下有益效果：本专利技术通过模拟箱模块来模拟病原菌在土壤中的垂直方向、水平方向上的扩散情况，而且通过外界环境信息采集模块采集目标区域的环境信息，如湿度、温度等，而且模拟箱模块亦创造相同的温
度、湿度环境，以最大的相似度来模拟目标区域的外界环境信息，从而建立扩散模型，进而从扩散模型中预测目标区域的病原菌的扩散程度，进而可以有效地计算出扩散到农作物处的时间点或者时间段，从而有效地防止病原菌侵染农作物，而且对病原菌的扩散污染有一定的防治效果，有益于修复病原菌污染的土壤。
附图说明
[0031]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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实施例的附图。
[0032]图1示出了模拟病原菌在土壤中扩散的设备的整体结构示意图；
[0033]图2示出了模拟病原菌在土壤中扩散的设备的部分结构示意图；
[0034]图3示出了模拟病原菌在土壤中扩散的设备的部分结构示意图；
[0035]图4示出了模拟病原菌在土壤中扩散的设备的方法流程图；
[0036]图5示出了判断所述目标区域的病原菌的扩散速度值是否危及目标区域内的农作物的具体方法流程图；
[0037]图中：
[0038]1.模拟箱模块，2.土壤数据采集模块，101.模拟箱体，102.渗透面板，103.积水室，104.进水管，105本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种模拟病原菌在土壤中扩散的设备，包括模拟箱模块、调节模块、外界环境信息采集模块、土壤数据采集处理模块，其中，所述模拟箱模块用于容纳模拟试验的土壤及病原菌，所述调节模块用于与所述外界环境信息采集模块接合以调节模拟箱模块内的变量，所述土壤数据采集处理模块用于对所述模拟箱模块中的土壤病原菌信息的采集和处理土壤病原菌信息，其特征在于，所述模拟箱模块内设置有模拟箱体，所述模拟箱体分为若干层土壤层，且每层土壤层之间都通过渗透面板间隔，所述模拟箱体的底部设置有积水室，所述积水室内设置有水资源，所述积水室的一端连接进水管，另一端连接出水管，以实现模拟地下水的流动性，而且所述出水管处设置有检测室，所述检测室内设置有病原菌检测仪器；所述土壤数据采集处理模块包括具有直线移动功能的移动面板，所述移动面板设置于所述模拟箱体的侧壁上。2.根据权利要求1所述的一种模拟病原菌在土壤中扩散的设备，其特征在于，所述移动面板上设置有检测仪，所述检测仪用于实时获取土壤中病原菌的分布情况，以根据所述分布情况建立分布图。3.根据权利要求1所述的一种模拟病原菌在土壤中扩散的设备，其特征在于，所述渗透面板用于根据所述外界环境信息采集模块采集的信息为每层土壤层提供相同的环境。4.根据权利要求1所述的一种模拟病原菌在土壤中扩散的设备，其特征在于，所述渗透面板通过获取预设时间段内的病原菌在各层土壤层中的渗透速度、渗透量，以通过所述土壤数据采集处理模块得到病原菌在土壤层在垂直方向上的迁移速度、迁移程度。5.根据权利要求1所述的一种模拟病原菌在土壤中扩散的设备，其特征在于，所述模拟箱体的顶部上设置有若干支撑条，所述支撑条上设置有若干导管，所述导管一端伸入每层土壤层中，另一端与外界水源接通。6.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：王杰，黄斌，张成省，王新伟，张忠锋，
申请(专利权)人：中国农业科学院烟草研究所中国烟草总公司青州烟草研究所，
类型：发明
国别省市：