CN101278640B - 一种灌溉装置及其灌溉方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种灌溉装置，包括：支架；主管道，设置在所述支架上，用于将水引入到所述灌溉装置中；滑动杆，设置在所述支架上；若干根出水管，各所述出水管一端与所述主管道连接，另一端固定在所述滑动杆上。本发明原理简单，具有节地、节水、节能、节肥的特点，各部分都可以快速拆卸和组装，另外，成本低廉，操作简单，便于大面积推广和应用。

Description

一种灌溉装置及其灌溉方法

技术领域

本发明涉及农业灌溉领域，特别是涉及一种适用于果树、温室沟灌蔬菜作物和玉米、棉花、马铃薯等大田沟灌作物的水肥局部根区交替沟灌的灌溉装置和灌溉方法。

背景技术

水是维系植物生长的最基本要素，特别是在干旱和半干旱地区，以有限的水资源获取农作物最大的灌溉效益，显得尤为重要。基于节水灌溉技术原理与作物感知缺水的根源信号理论提出的根系分区交替灌溉技术，是主动的控制作物根系活动层的土壤在水平或垂直剖面的某个区域干燥，使作物根系始终有一部分生长在干燥或较为干燥的土壤区域中，限制该部分的根系吸水，同时通过人工控制使根系在水平或垂直剖面的干燥区域交替出现，使干燥区的根系产生水分胁迫信号传递到叶气孔从而有效地调节气孔关闭，而处于湿润区的根系从土壤中吸收水分以满足作物的最小生命之需，使对作物的伤害保持在临界限度以内。同时由于表层土壤总是间歇性的处于干旱区，这样既可减少棵间均匀湿润时的无效蒸发损失和总的灌溉用水量，亦可降低土壤机械强度、改善土壤的通透性，促进根系的补偿生长，提高根系对水分、养分的利用率，提高矿质养分的有效性，以不牺牲作物的光合产物累积而达到节水的目的。

近几年的研究结果表明，根系分区交替灌水使根系附近的草酸分泌物浓度增加，有利于活化根系区域的养分离子吸收环境，提高水分养分利用效率。室内和大田试验结果均表明根区干湿交替能够增强根系的吸氮能力，该技术的节水效应与合理施肥相结合才能发挥更好的作用。

地面灌溉目前仍然是世界上特别是发展中国家广泛采用的灌水技术，我国有98％以上的灌溉面积仍采用传统的地面灌溉技术，其中沟灌更是一种古老的灌溉技术，但传统的沟灌技术存在劳动强度大、施肥粗放和水分养分浪费的问题。现有的灌溉系统因易出现机械故障、设备费用高、操作较复杂等原因，推广较慢。

发明内容

本发明的目的是提供一种灌溉装置和灌溉方法，该灌溉装置可快速拆卸和组装，成本低廉，操作简单，便于大面积推广应用；该灌溉方法具有节地、节水、节能、节肥的特点。

为达到上述目的，一方面，本发明的技术方案提供一种灌溉装置，其特征在于，包括：支架；主管道，设置在所述支架上，用于将水引入到所述灌溉装置中；滑动杆，设置在所述支架上；若干根出水管，各所述出水管一端与所述主管道连接，另一端固定在所述滑动杆上；流线型的缓冲板，通过紧固螺栓安装在所述滑动杆上，位于所述出水管的出水口的下方，用于对从所述出水管的出水口流出的水起到缓冲作用，所述缓冲板的数量与所述出水管的数量相同。

其中，所述灌溉装置还包括：支架底座，所述支架底座高度可调；水肥容器，设置在所述支架底座上，用于盛放溶解有肥料的液体；输送管，一端与所述水肥容器底部连接，另一端与所述主管道连接。

其中，所述输送管与水肥容器之间设置有过滤单元，用于对流入所述输送管中的液体进行过滤。

其中，所述输送管与与所述主管道通过密封件连接。

其中，所述密封件设有止回阀。

其中，所述输送管为聚氯乙烯管。

其中，所述出水管为聚氯乙烯管。

其中，所述灌溉装置包括若干根所述主管道，所述若干根主管道之间通过丝扣连接。

另一方面，本发明的技术方案提供一种灌溉方法，包括以下步骤：根据灌溉作物的沟间距调整各出水管出水口的间距，使出水口的间距为所述灌溉作物的沟间距的两倍，开始灌溉；下次灌溉前，调节滑动杆，使所述滑动杆向一侧移动的距离为所述灌溉作物的沟间距，然后再进行灌溉，依此类推。

上述技术方案仅是本发明的一个优选技术方案，具有如下优点：原理简单，具有节地、节水、节能、节肥的特点，各部分都可以快速拆卸和组装，另外，成本低廉，操作简单，便于大面积推广和应用。

附图说明

图1是本发明实施例的一种灌溉装置的结构示意图；

图2是本发明实施例的一种灌溉装置的立体结构示意图。

其中，1：主管道；2：支架；3：出水管；4：过滤单元；5：缓冲板；6：滑动杆；7：水肥容器；8：支架底座；9：输送管；10：密封件；11：丝扣；12：出水口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本实施例的灌溉装置能对田间和温室沟灌作物实施水肥局部根区灌溉，该灌溉装置及利用该装置的灌溉方法既能满足宽行距作物固定隔沟灌溉和隔沟交替灌溉的要求，又能保证液肥简便易行的局部施入和施肥量可调，保证各出水管出水量均匀和出水量可调，以保证作物对水肥的需求，提高水肥利用效率。该水肥局部根区灌溉方法及其灌溉控制系统的工作原理是采用高度可调的简易式水肥供应装置施肥，本次与下次灌溉和施肥在相邻灌水沟之间交替进行。出水管一端固定在主水管上，另一端通过紧固件固定在滑动杆上，当紧固螺栓拧紧时，出水管随滑动杆整体移动，当紧固螺栓松开时，出水口间的距离可以分别进行调节以适合不同沟间距的作物。

参见附图1，灌溉时，水肥容器的支架高度由以下公式计算：

$H=P+P_0-\frac{2F}{\mathrm{\π}\·c\·I\·h_s\·D^2}$

式中，H为水肥容器的支架高度；F为作物某次某类型肥料的需肥量(kg)；C为液肥浓度(g/L)；D为水肥容器的内直径(m)；I为灌溉定额(m³/hm²)；P为主管道工作压力(KPa)；P₀为出水口平均工作压力(KPa)；hs为土壤计划湿润层深度(m)，根据不同作物根系的分布状况，大田条件下取0.6～1.0m；温室条件下取0.3～0.5m；π为圆周率。

按照上式计算得到安装支架的支架高度，在待灌溉作物的地头设置支架底座8，并在支架底座8上放置盛放有溶解了肥料的液体的水肥容器7，水肥容器7可以为水肥桶，也可以为其它容器。支架底座8优先为三角支架底座，其高度可调，调整其高度至所需高度。然后安装支架2，支架2可以为若干个单独的支架，也可以为一体的支架结构，安装完支架后，将主管道1设置在支架2上，同时将滑动杆6安装在支架2上，在外力的驱动下，滑动杆6可以在支架2上滑动。然后通过紧固螺栓将缓冲板5固定在滑动杆6上，当需要调解缓冲板5的距离时，可以松开紧固螺栓，对缓冲板5的距离进行调整。缓冲板5上设置有与出水管3配合的孔，缓冲板5位于出水管3的下方，使从出水管3的出水口流出的水流入田间的时候先流到缓冲板5上进行缓冲，从而不会产生太大的冲力，防止水流冲蚀土壤和破坏根系。当然，在某些特定的情况下，也可以不使用缓冲板5，直接将出水管3连接在滑动杆6上，也可以实现对作物的灌溉。主管道1上设置有若干个与出水管3配合的出水口12，将各个出水管3安装在各出水口12上，实现出水管3与主管道1的连接。出水管3、缓冲板5与主管道1上的出水口12的数量保持一致。根据浇灌长度可以使用多根主管道1，各主管道1之间通过丝扣11快速连接。然后将输送管9的一端与水肥容器7底部的出水口通过过滤单元4连接，过滤单元4可以为简单的滤网，也可以为其它能够起到过滤目的的装置。如果水肥容器7内的水肥液体没有阻塞管道的异物，也可以不使用过滤单元4。输送管9的另一端与主管道1通过密封件10连接，密封件10上设有止回阀，防止水肥液体回流，水肥容器7内的水肥液体以自压注入方式随水局部根区施肥，施肥量可通过调整三角支架底座高度实现。出水管3和输送管9采用PVC(Polyvinylchlorid，聚氯乙烯)管，与金属管相比，可以防止水管生锈，同时降低了整个装置的重量，有利于拆卸和搬运，另外，也大大降低了整个装置的成本。该灌溉装置如果在某个生育期或全部生育期不需要施肥，则可不安装支架底座8、水肥容器7和输送管9，仅仅实现灌溉的目的。

实际工作时，首先根据施肥量、液肥浓度和管道压力计算出水肥容器的放置高度，然后通过调整支架底座8的高度，使水肥容器的处于放置高度。

然后根据灌溉作物的沟间距调整各出水管出水口的间距，使出水口的间距为灌溉作物的沟间距的两倍，开始灌溉；

下次灌溉前，调节滑动杆，使所述滑动杆向一侧移动的距离为所述灌溉作物的沟间距，然后再进行灌溉，依次类推。

具体地讲，假如对灌溉和施肥沟编号依次为1、2、3、4、5、6……，就是本次灌溉和施肥沟为1、3、5、7沟，下次灌溉和施肥时将滑动杆向一侧拉动单位沟宽的距离，再对2、4、6、8沟进行浇灌，依次类推。

由以上实施例可以看出，本发明的优点是：原理简单，克服了传统沟灌灌水过程中人工顺沟撒施肥料和均匀湿润以及毛渠占地和水量浪费的不足，具有节地、节水、节能、节肥的特点，可快速拆卸和组装，成本低廉，操作简单，便于大面积推广和应用。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种灌溉装置，其特征在于，包括：

支架；

主管道，设置在所述支架上，用于将水引入到所述灌溉装置中；

滑动杆，设置在所述支架上；

若干根出水管，各所述出水管一端与所述主管道连接，另一端固定在所述滑动杆上；

缓冲板，通过紧固螺栓安装在所述滑动杆上，位于所述出水管的出水口的下方，用于对从所述出水管的出水口流出的水起到缓冲作用，所述缓冲板的数量与所述出水管的数量相同。

2.如权利要求1所述的灌溉装置，其特征在于，所述灌溉装置还包括：

支架底座，所述支架底座高度可调；

水肥容器，设置在所述支架底座上，用于盛放溶解有肥料的液体；

输送管，一端与所述水肥容器底部连接，另一端与所述主管道连接。

3.如权利要求2所述的灌溉装置，其特征在于，所述输送管与水肥容器之间设置有过滤单元，用于对流入所述输送管中的液体进行过滤。

4.如权利要求3所述的灌溉装置，其特征在于，所述输送管与与所述主管道通过密封件连接。

5.如权利要求4所述的灌溉装置，其特征在于，所述密封件设有止回阀。

6.如权利要求2所述的灌溉装置，其特征在于，所述输送管为聚氯乙烯管。

7.如权利要求1～6任一项所述的灌溉装置，其特征在于，所述出水管为聚氯乙烯管。

8.如权利要求7所述的灌溉装置，其特征在于，所述灌溉装置包括若干根所述主管道，所述若干根主管道之间通过丝扣连接。

9.一种利用权利要求1的灌溉装置进行灌溉的方法，其特征在于，包括以下步骤：

根据灌溉作物的沟间距调整各出水管出水口的间距，使出水口的间距为所述灌溉作物的沟间距的两倍，开始灌溉；

下一次灌溉前，调节滑动杆，使所述滑动杆向一侧移动的距离为所述灌溉作物的沟间距，然后再进行灌溉。

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