CN102687654A

CN102687654A - 变位水肥供给式地下灌渗装置

Info

Publication number: CN102687654A
Application number: CN2012102027048A
Authority: CN
Inventors: 李志宏; 范凤翠; 贾建明; 石玉芳; 刘胜尧; 张文华; 刘佳岱
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-06-19
Filing date: 2012-06-19
Publication date: 2012-09-26

Abstract

本发明属于渗灌装置，特别是指一种变位水肥供给式地下灌渗装置。包括两端为盲端、且断面呈U形的水槽，水槽水平埋设于地表下，水槽内沿其轴向分布有断面呈V形的种植槽，水槽的左右两侧与条形种植槽之间形成通腔，水槽以及种植槽采用阻水材质制作，种植槽上开设有纵向间隔排列、且沿轴向间隔延伸的至少两排渗水孔，在与渗水孔水平对应的种植槽端部装配有水位传感器，该水位传感器与设于外部的声光报警装置或控制装置电连接。本发明解决了现有技术存在的成本高、安装复杂等问题。具有成本较低、安装简单、适于浅根系蔬菜栽培等优点。

Description

变位水肥供给式地下灌渗装置

技术领域

本发明属于渗灌装置，特别是指一种变位水肥供给式地下灌渗装置。

背景技术

我国北方水资源短缺，发展节水农业是解决水资源匮乏的根本途径。近些年来，蔬菜种植面积迅速扩大，但节水技术落后，大部分地区仍然采用地面灌溉技术，不仅造成水的大量浪费，而且引发氮肥渗漏污染土壤；渗灌是农业节水技术中最省水的灌溉方法，比地面灌溉节水60%-70%，在设施栽培条件下还可降低棚室湿度而控制病害发生。在渗灌设备研发方面，主要包括以下类型：

一是地下渗管式，其核心技术是在地下按照一定深度和间距铺设孔管，管道外部用透水材料缠绕，水从透水材料向管道周围渗出供作物利用，节水效果很好。但该技术存在以下不足：（1）水由管道向四周渗出且向下部多向上部少，浅根系作物难以利用下部水分，只要管道内有水，水就不断向下渗出，掌握不好就产生深层渗漏浪费。（2）难以实现“水肥一体化”技术。（3）设备一旦埋入地下，水分在土壤中的分布就不能改变，难以适应作物出苗期要求上层土壤水分条件充足的需求，易出现出苗不全、不齐等现象。

二是盖状星点式渗灌。其核心是每个渗点由一个盖状出水口，盖内装有沙石和粘合剂混合而成的固体物，将固体物装入盖内，水从固体物缝隙渗出，供作物利用，同样达到很好的节水效果。该技术存在以下不足：（1）需要在农田每0.16-0.36 m²设置一个渗点，一般平均0.25m²，且输水管道从主管道到毛管成网络状，田间施工非常复杂，且经常有渗点不出水现象。（2）由于该固体物由人工制作，由于沙石本身的不均匀性和操作过程的多变性，各渗点之间出水量难以达到均匀一致。（3）渗点出水动力是靠供水系统加压把水从渗水口排出，出水量多少决定于供给压力高低，一旦供水设备确定，出水量则稳定不变。但作物需水强度（单位时间耗水量）一般表现为前期少，中期最多，后期下降的规律性特征，当作物中期需水强度大时，往往出现灌水量不能满足作物需水需求而减产，持续加压耗费电能。（4）价格昂贵，田间所有管网每亩万元以上。

三是片状星点式渗灌。其核心类似于盖状星点式渗灌。每个渗点由上下两片塑料片和沙石组成，塑料片为上片小于下片，两片塑料片之间放置细沙石，将输水微管放置在沙石之间，水从两片塑料的缝隙渗出。该装置由于两片塑料片为上片小于下片，使水先向上移动，再向下移动。该技术存在以下不足：（1）需要在农田每0.5 m²设置一个渗点，其田间输水与盖状星点式渗灌管网式输水相同，同样存在和价格昂贵、安装复杂问题；（2）出水动力靠供水系统加压实现，难以实现作物耗水强度变化的需求，并要持续加压耗费电能。（3）大量的小片塑料薄膜（每片20cm²）埋于地下，难以清理，土壤污染问题难以解决。

基于上述的原因，研究低成本、易操作的渗灌技术，已经成为当前急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种变位水肥供给式地下灌渗装置，可以根据作物根系发育的需要方便地对作物进行变位水肥供给。

本发明的整体技术构思是：

变位水肥供给式地下灌渗装置，包括两端为盲端、且断面呈U形的水槽，水槽水平埋设于地表下，水槽内沿其轴向分布有断面呈V形的种植槽，水槽的左右两侧与条形种植槽之间形成通腔，水槽以及种植槽采用阻水材质制作，种植槽上开设有纵向间隔排列、且沿轴向间隔延伸的至少两排渗水孔，在与渗水孔水平对应的种植槽端部装配有水位传感器，该水位传感器与设于外部的声光报警装置或控制装置电连接。

使用时可根据需要通过供水主管道向水槽中注水，施肥器可以选用市售塑料桶等容器，将化肥溶解后放入通过排液管与供水主管道连通。

本发明的具体技术解决方案还有：

种植槽可以采用一体化成型，也可采用板材拼接的方式，为实现种植槽的快速铺设，同时简化种植槽的制作，优选的实施方式是，种植槽由搭接于水槽内壁、且呈轴对称设置的两块条形板材拼接构成。使用时将两块条形板材按照V形搭接于水槽的内壁即可完成种植槽的快速安装。

为避免植物根系的生长对渗水孔造成阻塞，优选的技术方案是，种植槽内表面铺设有隔离网。隔离网可以采用现有市售的纱网等常用材质。

为保证种植槽两侧通腔中的水位高低一致，以实现对于种植槽内均匀的渗灌供水，优选的技术方案是，种植槽底部开设有连接其两侧通腔的通孔。

种植槽及水槽应采用非透水材质制作，其中包括但不局限于采用泡沫板、塑料板等，其中较为优选且成本低廉的技术方案是，种植槽以及水槽采用轻质泡沫板为制作材质。

渗水孔的孔径规格应以能够实现渗灌的功能为前提，其中较为优选的孔径规格为1cm。

本发明所取得的实质性特点和显著的技术进步在于：

1、本发明的技术创新之一在于变位供应水肥。渗灌都是把渗灌设备埋于地下，决定了设备的不可移动性和给水位置的不变性。这种不可移动性和不变性特征与作物根系生长过程深浅的可变性形成反差很大，也是渗灌技术解决随作物根系生长而保持根层供水的重大难题。本发明采用上、下间隔分布的渗水孔，实现了多个位置供水，当作物播种期和苗期根系浅的时段，上排渗水孔出水供作物利用，当作物发育到中后期，作物根系发育较深，利用下排渗水孔供水，如此，既可满足作物根层灌溉，又可使表层土壤保持相对干燥，进一步减少地面蒸发损失而节约用水。

2、本发明技术创新之二在于采用监控和报警技术结合确定供水时间和数量。采用电子技术监测槽内水位决定供水时间和数量，能够方便地显示并控制水槽内的水位变化。

3、本发明技术创新之三在于能够实现水单向向上移动。本发明采用U形槽主体结构，槽的侧壁及底部与土壤隔离，通过条形种植槽进入到槽内土壤的水仅单向向上移动供作物利用，解决了一般渗灌技术向土壤上下左右四周围渗水的问题，避免了应用于浅根系作物下层水分难以利用的问题。

4、试验结果表明，该装置节水效果明显，操作简单。适合于浅根系蔬菜作物稀植类和密植类所有种类。

附图说明

本发明的附图有：

图1是发明的整体结构示意图。

图2是图1的A向视图。

附图中的附图标记如下：

1、水槽；2、种植槽；3、隔离网；4、通孔；5、渗水孔；6、水位传感器。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例作进一步描述，但不作为对本发明的限定。本发明的保护范围以权利要求记载的内容为准，任何依据说明书所作出的等效技术手段替换，均不脱离本发明的保护范围。

变位水肥供给式地下灌渗装置，包括两端为盲端、且断面呈U形的水槽1，水槽1水平埋设于地表下，水槽1内沿其轴向分布有断面呈V形的种植槽2，水槽1的左右两侧与条形种植槽2之间形成通腔，水槽1以及种植槽2采用阻水材质制作，种植槽2上开设有纵向间隔排列、且沿轴向间隔延伸的两排渗水孔5，在与渗水孔5水平对应的种植槽2端部以及种植槽的顶部固定装配有三个水位传感器6，该水位传感器6与设于外部的灯光报警装置或控制装置电连接。报警灯光自上而下分为绿色、黄色和红色。水位传感器6采用电极法，当有水时则接通灯光报警器，显示灯亮，无水时切断灯光报警器，灯光熄灭。供水时间和数量以报警装置的灯光亮与熄灭来确定。苗期供水时间与数量确定以黄灯和绿灯为标志，黄灯熄灭则进行供水，当绿灯亮时则停止供水；中后期供水时间和数量确定以红灯和黄灯为标志，红灯熄灭则进行供水，当黄灯亮时则停止供水。

种植槽2由搭接于水槽1内壁、且呈轴对称设置的两块条形板材拼接构成。使用时将两块条形板材按照V形搭接于水槽的内壁即可完成种植槽的快速安装。

为避免植物根系的生长对渗水孔造成阻塞，种植槽2内表面铺设有隔离网3。隔离网采用现有市售的纱网，规格为200目。

种植槽2底部开设有连接其两侧通腔的通孔4。

种植槽及水槽采用轻质泡沫板为制作材质。

渗水孔的孔径规格为1cm。

Claims

1.变位水肥供给式地下灌渗装置，其特征在于包括两端为盲端、且断面呈U形的水槽（1），水槽（1）水平埋设于地表下，水槽（1）内沿其轴向分布有断面呈V形的种植槽（2），水槽（1）的左右两侧与条形种植槽（2）之间形成通腔，水槽（1）以及种植槽（2）采用阻水材质制作，种植槽（2）上开设有纵向间隔排列、且沿轴向间隔延伸的至少两排渗水孔（5），在与渗水孔（5）水平对应的种植槽（2）端部装配有水位传感器（6），该水位传感器（6）与设于外部的声光报警装置或控制装置电连接。

2.根据权利要求1所述的变位水肥供给式地下灌渗装置，其特征在于所述的种植槽（2）由搭接于水槽（1）内壁、且呈轴对称设置的两块条形板材拼接构成。

3.根据权利要求1所述的变位水肥供给式地下灌渗装置，其特征在于所述的种植槽（2）内表面铺设有隔离网（3）。

4.根据权利要求1、2或3所述的变位水肥供给式地下灌渗装置，其特征在于所述的种植槽（2）底部开设有连接其两侧通腔的通孔（4）。

5.根据权利要求1所述的变位水肥供给式地下灌渗装置，其特征在于所述的种植槽（2）以及水槽（1）采用轻质泡沫板为制作材质。

6.根据权利要求1所述的变位水肥供给式地下灌渗装置，其特征在于所述的渗水孔（5）的孔径为1cm。