CN105377021B

CN105377021B - 用于灌溉的系统和方法

Info

Publication number: CN105377021B
Application number: CN201480038052.6A
Authority: CN
Inventors: I.V.布勒特索斯; R.R.小马特森; D.F.马斯索达; J.Y.胡
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 2013-07-09
Filing date: 2014-06-25
Publication date: 2019-06-14
Anticipated expiration: 2034-06-25
Also published as: US9848543B2; CN105377021A; MX2016000093A; WO2015006052A1; US20150016888A1; EP3019000A1; EP3019000B1; CA2917630A1; JP2016524903A; IL243085A0; IL243085B

Abstract

本发明提供了一种用于地下灌溉的方法，所述方法包括以下步骤：提供一个或多个疏水性多孔未涂覆管，所述疏水性多孔未涂覆管具有静压头(HH)，将所述管定位成其长度的至少一部分位于待灌溉植物根际内，并且在等于或低于HH的外加压力下在待灌溉植物的生长阶段期间使含水灌溉液体进入所述管中。所述管可位于种子附近，所述种子在其发芽之后成为待灌溉植物。在该实施例中，在高于植物生长阶段期间的外加压力至少10％的外加压力下，在种子的发芽阶段期间，使含水灌溉流体进入所述管中。

Description

用于灌溉的系统和方法

技术领域

本发明涉及农业领域，并且具体地涉及用于灌溉的方法，并且更具体地，涉及地下灌溉系统和尤其适用于灌溉系统的柔性管道或管材。

背景技术

其中槽或沟的网络在底表形成用于向干旱地区或遭受干旱的那些地区中的植物、树等输送并分配水的表面灌溉系统为人们所熟知。另外，还熟知将地下管道系统用于将水输送至在或高于地面的出口或喷水器头以用于将该水排放或喷洒到附近的植被上。虽然这些系统常常极好地适用于它们为此而设计的目的，但其也具有某些缺点。例如，在明渠灌溉中，由于蒸发和多孔土壤中的深层渗漏的水浪费可以是大量的。在另一方面，在无孔土壤中，水趋于收集并滞留在池中，从而形成污染问题并提供蚊子和其它昆虫的繁殖区。在使用喷水器或喷淋系统时，水因蒸发而浪费，常常从植物中洗去杀昆虫剂，从而不利于杀昆虫剂的用途并且不必要地污染土壤。另外，在一些情况下，所得的湿叶促进植物病害。

根据上述系统的经验，已经发现地下(underground)或地下(subsurface)灌溉系统提供优于地面灌溉系统的许多优点。然而，在许多情况下，地下系统行不通，因为提供并铺设合适管道的成本高以及此类系统所需的辅助设备诸如高压泵、流量调节装置等昂贵。另外，其性能常常是不令人满意的，因为在这些地下管道中出水口穿孔或孔被堵塞，因此减低了效率并且使其甚至更难以适当控制由此递送的水流速率并将递送的水限制在期望的区域。

亲水性材料的微孔膜已用于地下灌溉系统中。例如，授予Osborn的U.S.3,830,067公开了透水管，在可忽略的压降下，水可通过所述管。授予Gesser的U.S.7,748,930公开了具有亲水性涂层的疏水性材料的微孔管。

本发明人已经发现具有对水流的固有抗性的未涂覆疏水性材料的微孔膜，即使在低于其流体静压头(静压头)的水头压力下，也在植物的存在下具有出乎意料的高水流量。这些材料出乎意料地与植物相互作用以提供经调节和优化的水或灌溉流量，尤其是在比以其它方式可行的更长距离内。

发明内容

本发明涉及用于地下灌溉的方法，所述方法包括以下步骤：

i.提供不涂覆有亲水性材料的一个或多个疏水性多孔管，其中含水灌溉流体供入一个或多个所述管中，其中所述管包含具有静压头(HH)的材料；

ii.将所述管定位成其长度的至少一部分位于多个处于其生长阶段的待灌溉植物附近；

iii.在等于或低于HH的外加压力下(P生长)，在所述待灌溉植物的生长阶段期间，使含水灌溉液体进入所述管中；

在本发明方法的一个实施例中，所述管被配置成使得含水灌溉流体进入管构造并且在其中加压，使得管道在灌溉流体进入点和待浇灌植物中的至少一株植物之间的最小长度为61米，并且一个或多个管中的至少一部分的HH为至少100cmwc。

在另一个实施例中，所述管置于植物的根际内。在另一个实施例中，植物根朝向管生长并且所述管成为根际的一部分。

在所述方法的另一个实施例中，在步骤(i)之前，将所述管置于种子附近，并且在高于HH至少10％的水头压力下，在所述种子的发芽阶段期间，使含水灌溉流体通过管，并且所述种子成熟为待灌溉植物。

在所述方法的另一个实施例中，其包括在步骤(ii)之前，在高于第一阶段的P生长至少10％的水头压力下，使含水灌溉流体通过管的附加步骤。所述疏水性多孔未涂覆管可包括位于管的外壁上的纤维材料的壁，并且所述纤维材料为非织造纤维网。此外，非织造纤维网还可包括丛丝纤维网、纺粘网、熔喷纤维网或前述的组合，例如纺粘/熔喷/纺粘(SMS)结构。还可将非织造纤维网压光。

一个或多个管还可包括静压头不同的段。

在上述实施例中的任一个中，一个或多个管的静压头可以为1.5米或更大。在上述实施例中的任一个中，在生长阶段期间的外加压力(P生长)可以小于或等于1.5米。

在另一个实施例中，所述方法包括以下步骤；

i.提供一个或多个疏水性多孔未涂覆管，所述管具有静压头(HH)并且将所述管定位成其长度的至少一部分位于待发芽的种子附近，

ii.在种子的发芽期间，在外加压力(P发芽)下，使足量的含水灌溉液体通过所述管，

iii.使所述发芽的种子进入生长阶段，

iv.在初始外加压力下(P初始)，在所述待灌溉植物的生长阶段期间，使含水灌溉液体通过所述管并持续时间T1，以及

v.在所述待灌溉植物的生长阶段期间，使管中的所述含水灌溉液体的水头压力降低至等于或低于HH的外加压力(P生长)；

其中P发芽比HH大10％或更大，P初始等于或大于P生长，并且其中所述管被配置成使得含水灌溉流体进入管构造并将管填充至距外加压力P生长所施加点处至少61米的距离。

在另一个实施例中，本发明涉及用于植物的地下灌溉的系统，所述系统包括：

i.一个或多个多孔管，所述一个或多个多孔管未涂覆有亲水性材料并且以一定构造布置，其中所述一个或多个管各自具有包封壁和由此包含的内部空间，使得所述管的内部空间处于流体接触，并且所述包封壁中的一个或多个包括具有等于或大于100cmwc的静压头(HH)的段，

ii.外部区域，所述外部区域为在管的外部的连续空间并包含植物的生长介质，

iii.含水灌溉流体，所述含水灌溉流体位于所述管中的一个或多个的内部空间中并且保持在外加压力(P生长)下，

iv.多种植物，所述多种植物处于其生长阶段并且其根位于外部区域中，

v.灌溉流体进入点，其中含水灌溉流体可进入所述管的内部空间；

其中，所述管定位成至少一个管的长度的至少一部分位于待灌溉植物的多个根附近，并且所述灌溉流体进入点定位成使得管道在灌溉流体进入点和待浇灌植物中的至少一株植物之间的最小长度为61米。

在所述灌溉系统中，压力P生长可以为等于或低于HH，另外，介于灌溉流体进入点和植物之间的所有管道均可位于距所述灌溉流体进入点至少61米处，并具有大于或等于100cmwc的HH。

系统实施例的生长介质还可以为土壤。

附图说明

图1示出由通过本发明方法处理的示例的大豆植物的水吸收。

图2示出由大豆植物的水吸收的另一个示例。

图3示出使用本发明方法的植物的水吸收的另一个示例。

具体实施方式

本发明申请人特别地将所有引用的参考文献的完整内容引入本公开中。此外，当数量、浓度或其它数值或参数以范围、优选范围或优选上限数值和优选下限数值的列表形式给出时，其应被理解为具体地公开由任何范围上限或优选数值和任何范围下限或优选数值的任何一对所构成的所有范围，而不管这些范围是否被单独地公开。凡在本文中给出某一数值范围之处，该范围均旨在包含其端点以及在该范围内的所有整数和分数，除非另行指出。不旨在将本发明的范围限制为限定范围时所列举的具体数值。

如本文所用，术语“聚合物”通常包括但不限于均聚物、共聚物(诸如例如、嵌段、接枝、无规和交替共聚物)、三元共聚物等，以及它们的共混物和修改形式。此外，除非另外具体限定，术语“聚合物”应包括所述材料所有可能的几何构型。这些构型包括但不限于全同立构、间同立构、以及无规对称。

如本文所用，术语“聚烯烃”旨在表示仅由碳和氢组成的基本饱和的聚合物烃类系列中的任一种。典型的聚烯烃包括但不限于聚乙烯、聚丙烯、聚甲基戊烯、以及单体乙烯、丙烯和甲基戊烯的各种组合。

如本文所用，术语“聚乙烯”旨在不仅涵盖乙烯的均聚物，而且涵盖其中至少85％的重复单元为乙烯单元的共聚物诸如乙烯和α-烯烃的共聚物。优选的聚乙烯包括低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯。优选的高密度聚乙烯具有约130℃至140℃的熔点范围上限，约0.941至0.980克每立方厘米范围内的密度，以及介于0.1和100之间、并优选小于4的熔融指数(由ASTM D-1238-57T条件E定义)。

如本文所用，术语“聚丙烯”旨在不仅涵盖丙烯的均聚物，而且涵盖其中至少85％的重复单元为丙烯单元的共聚物。优选的聚丙烯聚合物包括全同立构聚丙烯以及间同立构聚丙烯。

如本文所用，术语“丛丝”表示多个无规长度的薄、带状、薄膜-原纤元件的三维整体网络或纤维网。通常，它们具有小于约4微米的平均膜厚度和小于约25微米的中值原纤宽度。如果数学上转换成圆面积，则平均膜-原纤横截面积将产生介于约1微米和25微米之间的有效直径。在丛丝结构中，膜-原纤元件以不规则的间隔在贯穿该结构的长度、宽度和厚度的多个位置间歇联合并分离以形成连续的三维网络。丛丝纤维网的示例为由美国专利3,081,519(Blades等人)、3,169,899(Steuber)、3,227,784(Blades等人)、3,851,023(Brethauer等人)中所述的方法所制备的那些，所述专利的内容以引用方式全文并入本文。可商购获得的丛丝纤维网的示例为由DuPont company(Wilmington，Delaware)以商品名供应的片材。

术语“非织造材料”是指包括许多无规分布的纤维的纤维网。纤维通常可以彼此结合，或者可以不结合。纤维可为短纤维或连续纤维。纤维可包含一种材料或多种材料，也可以是不同纤维的组合，或者是分别包含不同材料的类似纤维的组合。

本发明的初生非织造材料可通过本领域已知的方法(例如，压光)被压实以便赋予物理特性的期望的改善。术语“压实”通常是指使非织造材料通过这样一种工艺，其中非织造材料被压缩并且其总体孔隙率被减小。在本发明的一个实施例中，将初生非织造材料喂入两个未图案化辊之间的辊隙中，其中一个辊为未图案化的软辊并且一个辊为未图案化的硬辊。一个或两个辊的温度，所述辊的组成和硬度，以及施加在非织造材料上的压力可以变化以产生期望的最终使用特性。在本发明的一个实施例中，一个辊为硬金属，例如不锈钢，另一个是软金属或聚合物涂覆的辊或硬度小于洛氏B 70的复合材料辊。纤维网在两个辊之间的辊隙中的停留时间由纤维网的线速度控制，所述线速度优选介于约1m/min和约50m/min之间，并且两辊之间的占有面积为纤维网与双辊同时接触时的纵向(MD)距离。该占有面积受施加在两辊之间的辊隙处的压力来控制，并通常以辊的每线性横向(CD)尺寸上的力来衡量，优选介于约1mm和约30mm之间。

此外，非织造纤维网可被拉伸，同时任选地被加热至纤维聚合物的玻璃化转变温度(Tg)和最低开始熔融温度(Tom)之间的温度。拉伸可以在纤维网通过压光辊隙之前和/或之后进行，可以在纵向或横向上进行，或在两个方向上同时进行。

当施用于纤维时，术语“连续”是指在制造非织造结构期间纤维以一种连续流形式铺设，如与断裂或短切相对。

“熔喷纤维”是指通过以下方法形成的纤维：将熔融热塑性材料通过许多细小的、通常为圆形的模具毛细管挤成熔融线或长丝，然后进入会聚的通常为热的和高速的气体如空气流中，使熔融热塑性材料的长丝变细并形成纤维。在熔喷工艺期间，熔融长丝的直径通过牵伸空气减小至所需尺寸。之后，熔喷纤维由高速气流携带并沉积在收集表面上以形成无规分散的熔喷纤维的纤维网。此类工艺在例如授予Buntin等人的美国专利3,849,241、授予Lau的美国专利4,526,733和授予Dodge，II等人的美国专利5,160,746中有所公开，所有专利据此以引用方式并入本文。熔喷纤维可以为连续的或不连续的。

如本文所用，术语“纺粘纤维”是指小直径纤维，其通过将熔融热塑性材料由喷丝头的多根细小的、通常为圆形的毛细管挤出成长丝而形成，并且随后如通过例如在授予Appel等人的美国专利4,340,563、和授予Dorschner等人的美国专利3,692,618、授予Matsuki等人的美国专利3,802,817、授予Kinney的美国专利3,338,992和3,341,394、美国专利3,502,763、和授予Dobo等人的美国专利3,542,615中所述的方法迅速减小挤出长丝的直径。纺粘纤维通常是连续的并且大于7微米，更具体地，其通常介于约15和50微米之间。

纺粘和熔喷纤维可层压在一起，例如形成纺粘-熔喷-纺粘结构，在本文中称为“SMS”。SMS结构还可以被压光。

所谓的“根际”是指受根分泌物直接影响并与土壤微生物相关的土壤狭窄区域。不是根际部分的土壤被称为非根际土。例如，根际包含许多称为根际沉积的在脱落的植物细胞上供养的细菌，以及由根释放的蛋白质和糖。

当用于相对于植物或种子的所述管的位置的上下文中时，所谓“附近”是指当水从一个或多个管中挤出时，其至少一部分接触种子。此类接触可由通过非根际土或根际的毛细管作用引导，或由这些因素的组合引导。

所谓“含水灌溉流体”是指具有含水连续相的任何流体，其可包含盐或呈溶液、悬浮液或分散体形式的其它材料，其旨在施用于根际或者植物或种子的附近。

所谓“管构造”是指将灌溉流体供应给植物或种子的管的特定布置。例如，一个线性管可由一个流体源供应。另选地，内部彼此流体接触的多个管可由一个或多个流体源供应。所用的管的具体布置是使用者等因素的选择问题，其将取决于待灌溉区域的几何形状。每个管将具有壁，所述壁在本文中可被称为包封壁。所述包封壁将管的内部与生长介质和植物所放置的外部区域隔开。

所谓“流体接触”是指当将其引入管的任一个中时，流体诸如灌溉流体将填充所有管的内部空间。灌溉流体进入点是通过其将灌溉流体引入管构造中的开口。

所谓“生长介质”是指其中植物扎根的任何材料。例如，如农业领域的技术人员所理解的任何类型的土壤。生长介质位于管的外部，并且管壁提供介于包含灌溉流体的内部空间和包含生长介质的连续外部区域之间的阻隔。

流体静压头或“静压头”(AATCC TM 127-194)是织物防水渗透能力的方便量度。其以将液态水强行通过疏水性织物所需的压力来表示，该压力以厘米水柱(cmwc)为单位。因此，所谓“疏水性”是指材料具有抵抗水的趋势，并且微孔膜或纤维网通常将具有非零静压头。通常，如本文所述的疏水性材料将具有至少80度的与水的接触角。

本发明涉及用于地下灌溉的方法，所述方法包括以下步骤：

i.提供一个或多个疏水性多孔未涂覆管，所述管具有静压头(HH)并且将所述管定位成其长度的至少一部分位于处于其生长阶段的待灌溉植物附近，

ii.在等于或低于HH的外加压力(P生长)下使含水灌溉液体通过所述管。

可将灌溉过程分成代表植物生命各阶段的两个阶段。例如，所述阶段中的两个可以为种子和植物的发芽和生长阶段。在一个实施例中，所述方法包括以下步骤：其中在步骤(i)之前，使所述管位于处于其发芽阶段的种子附近，并且在高于HH至少10％的外加压力下，在所述种子的发芽阶段期间，使含水灌溉流体进入管中，并且所述种子成熟为待灌溉植物。

发芽可在来自一个或多个管的水存在下进行，或者其可在来自天然来源的水例如雨水存在下进行。其可在两种水源存在下进行。

在所述方法的另一个实施例中，其包括在步骤(ii)之前，在高于第一阶段的HH至少10％的水头压力下，使含水灌溉流体进入管中的附加步骤。

所述管被配置成使得含水灌溉流体进入管构造并且在其中加压，使得管道在灌溉流体进入点和待浇灌植物中的至少一株植物之间的最小长度为61米，并且一个或多个管的至少一部分的HH为至少100cmwc。所述管还可配置成使得管道在灌溉流体进入点和待浇水植物中的至少一株植物之间的最小长度距待浇灌植物中的至少一株植物为至少100、200、500或甚至600米，并且一个或多个管中的至少一部分的HH为至少100cmwc。

所述疏水性多孔未涂覆管可包括位于管的外壁上的纤维材料的壁，并且所述纤维材料可以为非织造纤维网。此外，非织造纤维网还可包括丛丝纤维网、纺粘网、熔喷纤维网或前述的组合。非织造纤维网还可压光。

在一个示例中，未涂覆管为圆柱形管5/8″(1.58cm)ID，或0.5″-7/8’(1.27-2.22cm)，或更大，其由未涂覆的纤维网制成：

术语“SMS”是指纺粘、熔喷和纺粘纤维组合物的三层层压结构。

用于制备产品的制造方法可以是本领域技术人员所已知的。例如，约2.5″(6.35cm)宽的单层丛丝纤维网料片形成为围绕芯轴和其上加热元件的管。在压力下将其中的两个边缘相遇的0.25″(0.635cm)重叠部分加热数秒至约140-145℃，以形成搭接热封。拉动所形成的管并将其卷绕在卷轴上。重复所述步骤，并且将可以长达10,000英尺(3048米)或更长的管卷绕在卷轴上。

在另一个实施例中，所述方法包括以下步骤；

i.提供一个或多个疏水性多孔未涂覆管，其中将含水灌溉流体供入所述管中的一个或多个中，其中所述管包含具有流体静压头(HH)的材料；

ii.在种子的发芽期间，在外加压力P发芽下，使足量的含水灌溉液体进入所述管中；

iii.使所述发芽的种子进入生长阶段；

iv.在外加压力下(P初始)，在所述待灌溉植物的生长阶段期间，使含水灌溉液体进入所述管中并持续时间T1；以及

v.在所述待灌溉植物的生长阶段期间，使管中所述含水灌溉液体的

水头压力降低至等于或低于HH的外加压力(P生长)；

在该实施例中的外加压力P发芽比HH大10％或更大，并且P初始等于或大于P生长。将所述管配置成使得管道在灌溉流体进入点和待浇灌植物中的至少一株植物之间的最小长度为61米，并且一个或多个管的至少一部分的HH为至少100cmwc。

时间T1可以在一天至一周(7天)的范围内。

本发明还涉及用于植物的地下灌溉的系统。

所述系统包括一个或多个多孔管，所述管未涂覆有亲水性材料并且以一定构造布置，其中所述一个或多个管各自具有包封壁和由此包含的内部空间，使得所述管的内部空间流体接触。包封壁中的一个或多个包括具有等于或大于100cmwc的静压头(HH)的段。

所述系统包括外部区域，其为在管的外部的连续空间并包含植物的生长介质。含水灌溉流体位于一个或多个管的内部空间中并且保持在外加压力(P生长)下。

所述系统还包括多种植物，所述植物处于其生长阶段并且其根部位于外部区域和含水灌溉流体可进入所述管的内部空间的灌溉流体进入点中；

所述管定位成至少一个管的长度的至少一部分在待灌溉植物的多个根附近，并且所述灌溉流体进入点定位成使得管道在灌溉流体进入点和待浇灌植物中的至少一株植物之间的最小长度为61米。

在所述灌溉系统中，压力P生长可以为等于或低于HH，此外，介于灌溉流体进入点和植物之间的所有管道均可位于距所述灌溉流体进入点至少61米处，并具有大于或等于100cmwc的HH。

实例

根据方法AATC TM 127在Textest Instruments FX3000水压试验机上运行对纤维网样品的流体静压头(静压头或HH)测量。在第一和第三水滴渗透时记录静压头并且记录为在第三水滴渗透处的压力，以厘米水柱(cmwc)为单位。

格雷希尔孔隙率(Gurley)是在片材对气体的阻隔性的量度。具体地，其是一定体积的气体通过其中存在一定压力梯度的材料区域所需时间的量度。格雷希尔孔隙率根据TAPPI T-460om-88使用Lorentzen&Wettre Model 121D密度计测量。该测试测量100立方厘米空气在约12.45cm的水压下被推过2.54cm直径样品的时间。结果以秒为单位表示，并且通常被称为格雷秒。

弗雷泽透气率(Frazier)为多孔材料透气率的量度并且其根据ASTM D737测量。在此测量中，向适当夹住的织物样本施加124.5N/m²(0.5英寸水柱)的压力差，使用具有校准孔的Sherman W.Frazier Co.双压力计测量所得的空气流量并以ft³/ft²/min为单位进行记录。

丛丝纤维网得自DuPont(Wilmington，DE)并且由美国专利3,081,519(Blades等人)、3,169,899(Steuber)、3,227,784(Blades等人)、3,851,023(Brethauer等人)中所述的方法不同地进行制备。

对样品测量以下特性。表1中的样品A为得自Midwest Filtration Co.(Cincinnati，OH.)的SMS样品。所有其它样品为

表1

样品	基重(oz/yd<sup>2</sup>)	HH(cm水柱)	Gurley(秒)	Frazier ft<sup>3</sup>/min/ft<sup>2</sup>
					A	2.75	60	NA	30
B	1.5	100	NA	0.6
					1	1.6	80	NA	4.6
2	1.0	145	20	NA
					3	2.2	150	22	NA
4	1.8	290	1200	NA
					5	2.7	416	4180	NA

实例1

在150cmwc的静压头下，在通过丛丝非织造管道(样品3)灌溉的情况下，由种子长成大豆，测量通过纤维网的每分钟水通量。

样品制备

将内衬有塑料片材的木制槽置于生长室中。槽尺寸为：91.5英寸(232.4cm)长×20英寸(50.8cm)深×18英寸(45.7cm)宽。所述槽用土壤(Matapeake和沙子的50/50共混物)填充9英寸(22.9cm)深。

样品3的纤维网形成为管道并且置于土壤顶部上。所用的管道具有5/8英寸的膨胀直径。用4英寸(11.6cm)的相同土壤覆盖所述管道。

大豆种子(型号B73)种植成1英寸(2.5cm)深并且间隔2英寸(5.1cm)。将管道连接至位于升降台上的水贮存器以提供期望的水头压力。将所述贮存器置于连接到用于数据记录的计算机的天平上。对生长室进行编程以每天光照(荧光和白炽灯泡)14小时和每天黑暗10小时。

水施加和发芽

在50cm的外加压力下，用水填充管道过夜。

施加1.7米的水头压力并持续5天以递送水用于发芽。由小规模研究估计发芽可能需要以该体积计24升。当总共添加24升时，关闭水。然后将水保持关闭6天，因为水分足够用于发芽。基本上所有种子均发芽。

生长阶段

将外加压力增加至1.0m并持续2小时，然后增加至1.5米。对于生命周期的剩余部分，将外加压力保持在1.5m。在压力设定为1.5m之后六天，100ppm肥料溶液(PetersProfessional 20/20/20)替换贮存器中的水，从而供应槽中的灌溉管道。在水流动通过转移管道、流出并且进入槽时，贮存器中的水位确实下降。贮存器手动重新填充并且不允许下降低于1.4m水头压力。

每分钟记录贮存器中的水重量，并且由差值计算流量。温度和相对湿度(RH)通常为：在开灯时35℃和30％RH，并且在关灯时25℃和52％RH。

结果示出水从贮存器的流动通常在亮和暗阶段之间循环，其中在白天从贮存器中吸收更多的水。图1示出这些循环中的一周，如在该实验的第6周期间所测量的。y轴示出通过丛丝管道的通量。这可通过将这些值乘以4.0(对于该5/8英寸直径管而言)而转换成流量，单位为加仑/小时/100ft。例如，对于该尺寸的管道而言，0.2cm/hr的通量等于0.8加仑/小时/100ft的流量。

在该实验的第七周，在地面处收割一半大豆植物。以对土壤和管道尽可能少的影响除去植物，同时如上所述继续其它过程。在植物生命周期的后期，因为较少水被植物需要，所以吸收较少的水，这例如在图2中，由第9周的结果示出。

该实验示出，该水在植物需要它时直接来自管道。水容量也比基于疏水管材料的静压头和1.5m的水头压力可预期的更高。基于静压头定义为水流刚开始的时间点，流量高于该可忽略的量并且由植物生长所控制。虽然在该实验的大部分期间所有设定保持不变，但植物通过吸收较少的水结束其生命周期。

实例2

将由相同石柑属植物分裂的相同两半种植到使用盆栽土壤的具有相同材料和尺寸的两个盆中。将在一端处捆紧由纤维网样品3制成的管竖直插入盆中，保持石柑部分1距离其根在2.5cm内(本发明实例2)。所述管为12.2cm长，其中2.6cm暴露于空气，并且9.6cm埋在土壤中，并且其具有1.4cm的直径。

将在其端部处捆紧的从样品3的相同管切割的另一件管道也埋到包含相同类型盆栽土壤但不具有植物的盆的中间(2.5cm暴露于空气，并且9.7cm埋在土壤中)(比较例A-无植物)。

第二半部分石柑属植物完全如本发明实例2所述种植，但不具有任何管道，其不浇灌(比较例B-对照)并且将其盆靠近本发明实例1和比较例A放置在工作台面上。

所述管通过柔性管道连接至500mL带刻度的量筒，所述量筒用水填充至相同水平。从带刻度的量筒中的水平面到管底部的垂直距离为外加水头压力，其在106-82cmwc(cm水柱)的范围内，远低于为150cmwc的纤维网实例3的静压头。每天测量量筒中的水体积两次，记录时间并且由体积和经过的时间计算通过管的水流量。补充量筒中的水以保持本发明实例和土壤对照的水头压力相同并在106-82cmwc的范围内。

表2对样品进行了汇总。

表2：

图3示出实例2和比较例A的管外的水流量相对于所述管在盆中天数的关系图。在最初几天之后，实例2的流量相对于比较例A增加，这指示植物将水吸出管外。最终实例2的流量增加至比较例1中土壤的约2.5倍。在82-106cmwc的外加水头压力下，预计在具有150cmwc的静压头的管道之外具有很少(如果有)或没有流量。比较例A的流量保持恒定，高于0.1mL/hr的水分传输速率，所述水分传输速率对于管的暴露段外的水蒸气损失进行计算。不同于明显发育不良并且在没有任何水的情况下最终死亡的比较例B，实例2的植物看起来健康。

显然本发明的新型、柔性、可透过或可渗透的管道的长度或部分可根据需要接合在一起以提供任何期望的长度。例如，管道部分的端部可仅置于管状短节上方并由夹紧构件保持在适当位置。此类构件可以为金属或塑料机械夹具，或塑料带刺的螺纹连接器，或可以仅为热收缩塑料的环，例如，经照射的聚烯烃或聚氯乙烯，其在加热时导致收缩，牢固夹紧短节上的管道。

本发明的管道可以由结合在一起的柔性条构成。形成根据本发明的管道的柔性条优选是可热焊接的热塑性塑料。可采用各种热塑性材料，所述选择受成本、期望的柔韧性和耐久性程度、以及管道将用于其中的环境所影响。其中，通常合适的热塑性材料为聚烯烃、聚氯乙烯、氟化烃、聚酯、尼龙、聚丙烯酸酯、其它聚合的乙烯酯和乙烯基共聚物以及硅橡胶。然而，如下文所指出的，如果需要，可使用非热塑性柔性条。在此可以指出，如果需要，则用于形成本发明新型管道的条中的任一种或全部均可用嵌入线或长丝，例如玻璃纤维来增强。

实例3

基于各种丛丝纤维网形式和SMS的管以各种长度和管段数安装在沙土场中。将管安装在地面下方10英寸(25.4cm)并且其可在沙土重量下塌缩。然后，将其在与其静压头相同或大于其静压头的水头压力下与水连接并记录填充其整个长度的时间。具有高于150cmwc的静压头的丛丝纤维网形式在小于24小时内填充至管的端部，然而具有HH≤100cmwc的SMS和丛丝纤维网可填充不超过61米。表3对结果进行了汇总。

表3

Claims

1.一种用于植物的地下灌溉的方法，所述方法包括以下步骤：

i.提供未涂覆有亲水性材料的一个或多个疏水性多孔管，其中将含水灌溉流体供入所述管中的一个或多个中，其中所述管包含具有静压头HH的材料；

ii将所述管定位成其长度的至少一部分位于多个处于其生长阶段的待灌溉植物的附近；

iii.在等于或低于HH的外加压力P生长下，在所述待灌溉植物的生长阶段期间，使含水灌溉液体进入所述管中；

其中所述管彼此流体接触并以一定构造来配置，使得含水灌溉流体进入管构造并且在其中加压，使得在灌溉流体进入点和待灌溉植物的至少一株植物之间的最小管道长度为61米，并且所述一个或多个管中的至少一部分的HH为至少100cmwc。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述管的长度的至少一部分位于所述植物中的至少一株植物的根际内。

3.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤(i)之前，使所述疏水性多孔管位于处于发芽阶段的植物种子附近，并且在高于HH至少10％的水头压力下，在所述种子的发芽阶段期间，使含水灌溉流体进入所述管中，并且所述种子成熟为所述待灌溉植物。

4.根据权利要求1所述的方法，其包括在步骤(ii)之前，在高于第一阶段的P生长至少10％的水头压力下，使所述含水灌溉流体进入所述管中的附加步骤。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述疏水性多孔管包括位于所述管的外壁上的纤维材料的壁，并且其中所述纤维材料为非织造纤维网。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述非织造纤维网包括丛丝纤维网、纺粘网、熔喷纤维网或前述的组合。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述一个或多个管包括静压头不同的段。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述一个或多个管的静压头为150cmwc或更大。

9.根据权利要求4所述的方法，其中所述水头压力小于或等于1.5米。

10.一种用于植物的地下灌溉的方法，所述方法包括以下步骤：

i.提供一个或多个未涂覆的疏水性多孔管，其中将含水灌溉流体供入所述管中的一个或多个中，其中所述管彼此流体接触并且包含具有流体静压头HH的材料；

ii在植物种子的发芽期间，在外加压力P发芽下，使足量的含水灌溉液体进入所述管中；

iii.使发芽的种子成熟为处于其生长阶段的待灌溉植物；

iv.在外加压力P初始下，在所述待灌溉植物的所述生长阶段期间，使含水灌溉液体进入所述管中并持续时间T1；以及

v.在所述待灌溉植物的所述生长阶段期间，使所述管中的所述含水灌溉液体的水头压力降低至等于或低于HH的外加压力P生长；

其中外加压力P发芽比HH大10％或更多，并且P初始等于或大于P生长，并且其中所述管被配置成使得所述含水灌溉流体进入所述管构造并且在其中加压，使得在灌溉流体进入点和所述待灌溉植物中的至少一株植物之间的最小管道长度为61米，并且其中所述一个或多个管中的至少一部分的HH为至少100cmwc。

11.根据权利要求10所述的方法，其中T1介于1天和7天之间。

12.一种用于植物的地下灌溉的系统，所述系统包括：

i.一个或多个疏水性多孔管，所述管未涂覆有亲水性材料并且以一定构造布置，其中所述一个或多个管各自具有包封壁和由此包含的内部空间，使得所述管的内部空间流体接触，并且所述包封壁中的一个或多个包括具有等于或大于100cmwc的静压头HH的段，

ii外部区域，所述外部区域为在所述管的外部的连续空间并包含植物的生长介质，

iii.含水灌溉流体，所述含水灌溉流体位于所述管中的一个或多个的内部空间中并且保持在外加压力P生长下，

v.灌溉流体进入点，在此处含水灌溉流体可进入所述管的内部空间；

其中，所述管定位成至少一个管的长度的至少一部分位于待灌溉植物的多个根附近，并且所述灌溉流体进入点定位成使得在所述灌溉流体进入点和所述待灌溉植物中的至少一株植物之间的最小管道长度为61米。

13.根据权利要求12所述的系统，其中所述压力P生长等于或低于HH。

14.根据权利要求12所述的系统，其中介于所述灌溉流体进入点和位于距所述灌溉流体进入点至少61米处的植物之间的管道具有大于或等于100cmwc的HH。

15.根据权利要求12所述的系统，其中所述生长介质为土壤。