CN105993747A - 一种砀山酥梨果树早春防冻系统及其防冻方法 - Google Patents

Abstract

一种砀山酥梨果树早春防冻系统和防冻方法，所述防冻系统包括供水系统、控制系统、喷水系统。控制系统包括主控板、控制开关、多个探头、土壤含水监测仪和声音报警器，控制开关用于启闭抽水泵，多个探头包括位于树冠投影下的自上而下设置的第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器。本发明方法中根据温度传感器和土壤含水监测仪实时监测的气温和土壤含水量变化来运行喷水系统，通过喷水系统中的管道微喷孔微喷出的地下水，调节果园的环境温度和土壤含水量，不仅能有效防止砀山酥梨树花期冻害，而且充分利用了水资源；为果园提供一种节能环保的防冻措施。

Description

一种砀山酥梨果树早春防冻系统及其防冻方法

技术领域

本发明涉及一种植物防冻系统及其防冻方法，特别是一种用于砀山酥梨果树的早春防冻系统及其防冻方法。

背景技术

近些年来，在安徽省砀山县砀山酥梨栽培主产区，在砀山酥梨早春花期，梨园气温经常出现低温，砀山酥梨花期易受到低温为害，且梨园低温经常发生在夜间，常常被人们忽视，容易造成砀山酥梨花期冻害。受到低温霜冻为害严重的砀山酥梨花朵，整个花序花朵的柱头发黑、坏死，不能受精坐果，导致当年栽培没有产量，严重损害了果农的经济收入；受害轻的花朵，坐果后，产量下降，且果面锈斑或冻斑较多，影响了果品商品价值，减低了果品市场竞争力，减少了果农种植收入。目前在砀山酥梨栽培生产上，早春砀山酥梨花期低温为害，还没有较好的解决办法。

发明内容

为克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于利用地下热水源，提供一种集水快、出水干净的用于砀山酥梨果树的早春防冻系统及其防冻方法，该方法自动化程度高、防冻效果好，尤其适用于砀山酥梨果树的早春防冻。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

一种砀山酥梨果树早春防冻系统，其特点在于：包括供水系统、控制系统、喷水系统，所述供水系统由所述控制系统控制，喷水系统连接所述供水系统并由所述供水系统供水。

进一步，所述供水系统包括深水井、抽水装置、过滤器，所述深水井的井壁由两个竖直涵管形成，所述两个竖直涵管间形成夹层，所述夹层内夹持有瓦楞结构混凝土套筒，所述瓦楞结构混凝土套筒的瓦楞方向与井深方向一致；所述两个竖直涵管的壁上与所述混凝土瓦楞结构上均设有多个渗水孔用于地下水渗入，所述夹层内填充有细碎石；

所述抽水装置包括置于深水井水位下方的抽水泵和连接抽水泵的抽水管道；所述抽水管道的出水端连接有过滤器。

进一步，所述控制系统包括主控板、控制开关、多个探头、土壤含水监测仪 和声音报警器，所述主控板连接控制开关、多个探头、土壤含水监测仪和声音报警装器；所述控制开关用于启闭抽水泵，所述的多个探头包括位于树冠投影下的自上而下设置的第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器，所述第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器距地面高度依次为0.2m、1.5m和2.6m；所述土壤含水监测仪位于树冠投影下距地面-0.2m处；所述第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器用于将监测的温度信号发送给主控板，所述土壤含水监测仪用于将监测的土壤含水量信号发送给主控板，所述主控板用于接收温度传感器的温度信号和土壤含水监测仪的土壤含水量信号，并触发控制开关的启闭动作。

进一步，所述喷水系统包括连接抽水管道的多条微喷管道，所述微喷管道上方设有微喷孔，位于每个所述微喷孔旁的微喷管道上设有用于遮挡微喷孔的翻转挡板。

进一步，所述井壁顶部设有侧开口，所述侧开口下方设有沿深水井径向安置的横梁；所述抽水泵通过连接横梁的吊绳垂设在所述深水井水位下方，所述抽水管道出水端通过所述侧开口伸出。

进一步，所述翻转挡板为与微喷管道相配合的弧形挡板，所述弧形挡板与固定在微喷管道上的管道抱箍铰接。

进一步，所述管道抱箍下方设有可调节支撑用于插入地面。

进一步，所述微喷孔直径为0.4-0.5mm。

作为优选，还包括排水系统，所述排水系统为多条排水渠用于收集并排出果园地里过量的水。

本发明同时提供一种砀山酥梨果树早春防冻系统的防冻方法，其特点征在于：所述方法如下，

控制系统中第二温度传感器先运行，当第二温度传感器处监测的温度小于或等于0℃时，控制主板触发控制开关启动抽水泵，喷水系统对田间进行喷水控温作业，当第二温度传感器监测的温度达到0℃以上时，控制主板触发控制开关断开并关闭抽水泵，同时开启土壤含水监测仪，并关闭第二温度传感器；

当土壤含水监测仪监测的土壤含水量低于土壤田间持水量的60％时，触发控制开关启动抽水泵，喷水系统对田间进行灌溉作业；当土壤含水监测仪监测的土壤含水量达到土壤田间持水量达到60％以上时，触发控制开关断开并关闭抽水泵，同时开启第一温度传感器、第三温度传感器，并关闭土壤含水监测仪；

当第一温度传感器与第三温度传感器监测的温度之和小于或等于0℃时，主控板触发控制开关启动抽水泵，喷水系统对田间进行喷水控温作业，当第一温度传感器与第三温度传感器监测的温度之和达到0℃以上时，主控板触发控制开关断开，关闭抽水泵，并关闭当第一温度传感器与第三温度传感器；

以上每次触发控制开关开启和断开时，主控板同时触发声音报警器报警5-10s；

完成上述步骤为一个循环，控制系统每间隔1-12小时循环一次。

与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：

1、本发明深水井井壁由两个竖直涵管形成，两个竖直涵管形成的夹层夹持有瓦楞结构混凝土套筒，夹层间隙填充有细碎石，该结构设计，一方面可以增加深水井的强度，延长使用寿命，另一方面地表水经竖直涵管的夹层过滤后重新渗入深井中，不掺杂大泥沙，保证水质干净，为深井提供更充足的水源，为早春防冻系统的运行提供保障。

2、本发明采用地热对果树进行防冻，通过喷水管道的微喷孔微喷出的温水，调节果园的环境温度，不仅能有效防止砀山酥梨树花期冻害，而且充分利用了水资源；为果园提供一种节能环保的防冻措施。

附图说明

图1为本发明中的深水井俯视图

图2为本发明中的供水系统结构示意图

图3为本发明中的竖直涵管局部放大示意图

图4为本发明中的探头结构示意图

图5为本发明中喷水系统使用状态图一

图6为本发明中喷水系统使用状态图二

图7为本发明中喷水系统结构示意图

图8为本发明中控制系统示意图

图中附图标记对照表:深水井1、抽水装置2、过滤器3、两个竖直涵管11、混凝土瓦楞结构套筒14、渗水孔12、细碎石13、侧开口15、横梁16、井盖17、抽水管道21、抽水泵22、吊绳23、固定支架24、土壤含水监测仪41、第一温度传感器42、第二温度传感器43、第三温度传感器44、固定杆45、微喷管道5、微喷孔51、管道抱箍52、弧形挡板53、可调节支撑54、封口盖55。

以下通过具体实施方式，并结合附图对本发明作进一步说明。

具体实施方式

一种砀山酥梨果树早春防冻系统，包括供水系统、控制系统、喷水系统，所述供水系统由所述控制系统控制，喷水系统连接所述供水系统并由所述供水系统供水。

如图2-3所示，供水系统包括深水井1、抽水装置2、过滤器3，深水井1的井壁由两个竖直涵管11形成，两个竖直涵管11间形成夹层，夹层内夹持有瓦楞结构混凝土套筒14，瓦楞结构混凝土套筒的瓦楞方向与井深方向一致；两个竖直涵管11的壁上与混凝土瓦楞结构14上均设有多个渗水孔12用于地表水渗入，夹层的间隙内填充有细碎石13；深水井的井深以50m为宜，所取地下水水温在15-17℃间。

其中，抽水装置2包括置于深水井1水位下方的抽水泵22和连接抽水泵的抽水管道21；抽水管道21的出端连接有杂质过滤器3。

如图8所示，控制系统包括主控板61、控制开关62、多个探头、土壤含水监测仪41和声音报警器63，主控板61连接控制开关62、多个探头、土壤含水监测仪41和声音报警装器63；控制开关连接在抽水泵的电路中，用于启闭抽水泵22，多个探头包括位于树冠投影下的自上而下设置的第一温度传感器41、第二温度传感器42、第三温度传感器43，作为优选方案，第一温度传感器41、第二温度传感器42、第三温度传感器43距地面高度依次为0.2m、1.5m和2.6m；土壤含水监测仪位于树冠投影下距地面-0.2m处(即地下0.2m)，以树冠投影由内至外2/3处为宜；第一温度传感器41、第二温度传感器42、第三温度传感器43用于将监测的温度信号发送给主控板，土壤含水监测仪用于将监测的土壤含水量信号发送给主控板，主控板用于接收温度传感器的温度信号和土壤含水监测仪的土壤含水量信号，经常规计算后触发控制开关的启闭动作。

其中，第一温度传感器41、第二温度传感器42、第三温度传感器可通过固定杆45与树干固定，也可直接固定与树干上。所述第一探头设在地下0.2m处用于测试土壤湿度，第一温度传感器41用于测试果树环境的地表温度，第二温度传感器42用于测试果树环境的中部温度，第三温度传感器用于测试果树环境的树上部温度。土壤含水监测仪用于检测土壤含水量，主控板按如下公式计算得到相应的实时土壤田间持水量。

公式为：占田间持水量的百分数＝土壤含水量/田间持水量；

式中，田间持水量经现有公知公式计算得到，预设在主控板中，土壤含水量经土壤含水监测仪监测得到。

如图5-7所示，喷水系统包括连接抽水管道21的多条微喷管道5，微喷管道5上方设有微喷孔51，位于每个微喷孔51旁的微喷管道5上设有用于遮挡微喷孔的翻转挡板。作为优选，如图所示，翻转挡板为与微喷管道5相配合的弧形挡板53，弧形挡板53与固定在微喷管道5上的管道抱箍52铰接。

进一步，管道抱箍52下方设有可调节支撑54用于插入地面。可调节支撑用于固定住管道，并通过可调节的功能尽可能的保证微喷管道为水平状态，保持喷水均匀，管内水流畅，也可以根据田间铺设管道高度要求，调节微喷管道高度。

进一步，微喷孔51直径以0.4-0.5mm为宜，既可实现灌溉作用，又可实现调节气温的作用。

作为优选，深井设有可开启的井盖17，井壁在顶部一侧设有侧开口15，侧开口15下方设有沿深水井1径向安置的横梁16；，抽水泵通过连接横梁的吊绳23垂设深水井1水位下方，抽水管道21出水端通过侧开口15伸出。

作为优选，还包括排水系统，排水系统为多条排水渠用于收集并排出果园地里过量的水。

方法中，控制系统的第二温度传感器43先运行，当第二温度传感器43处监测的温度小于或等于0℃时，控制主板触发控制开关启动抽水泵22，喷水系统对田间进行喷水控温作业，当第二温度传感器43监测的温度达到0℃以上时，控制主板触发控制开关断开并关闭抽水泵22，同时开启土壤含水监测仪，并关闭第二温度传感器43；

当土壤含水监测仪监测的土壤含水量低于土壤田间持水量的60％时，触发控制开关启动抽水泵22，喷水系统对田间进行灌溉作业；当土壤含水监测仪监测的土壤田间持水量达到60％以上时，触发控制开关断开并关闭抽水泵22，同时开启第一温度传感器、第三温度传感器，并关闭土壤含水监测仪；

当第一温度传感器42与第三温度传感器44监测的温度之和小于或等于0℃时，主控板触发控制开关启动抽水泵22，喷水系统对田间进行喷水控温作业，当第一温度传感器42与第三温度传感器44监测的温度之和达到0℃以上时，主控板触发控制开关断开，关闭抽水泵22，并关闭当第一温度传感器42与第三温度传感器44；

以上每次触发控制开关开启和断开时，主控板同时触发声音报警器报警 5-10s；

完成上述步骤为一个循环，控制系统每间隔1-12小时循环一次，也可根据实际情况缩短或延长循环间隔时间。

当突然遇到冻雨、冰雹或下雪等恶劣天气温度骤降时，由于第二温度传感器位于树冠下方，不能第一时间感知温度骤降的变化并触发防冻系统运行，因此通过位于树冠上方的当第一温度传感器42与第三温度传感器44对温度的监测以及时触发防冻系统运行避免恶劣天气情况对果树造成冻伤。

上述控制系统除控制方法为，其控制原理均是通过现有技术实现。当然，本发明控制方法中，也可以在深井中设置三个独立的水泵，每个水泵的开关分别通过土壤含水监测仪；第一温度传感器和第三温度传感器；第二温度传感器来结合主控板对每个水泵的控制开关进行独立控制。

作为优选，当抽水泵出现问题，导致设备故障无法出水时，声音报警器启动连续报警。

作为优选，控制系统的电源可来自市电或各种发电装置。

本发明中，所述支撑用于固定住所述管道，并通过可调节的功能尽可能的保证微喷管道为水平状态，保持喷水均匀，管内水流畅，也可以根据田间铺设管道高度要求，调节微喷管道高度。

作为优选，喷水管道末端端口处设有闭管道端部的可拆卸封口盖55。当所有微喷孔都被弧形挡板封住时，水流可从管道末端留出，以冲刷掉通水管道中的泥土或杂质，便于清理通水管道。

使用喷水系统时，将本发明的喷水管道设有微喷孔的部分对应各个果树，并通过微喷孔一旁的管道抱箍下方的尖刺插入地面将喷水管道固定，且使微喷孔朝向正上方；掀开微喷孔外弧形挡板盖，当符合控制开关的触发条件时，控制开关控制抽水泵开启，水从地下抽出，微喷孔持续出水，改善果园环境温度和土壤含水量。喷水系统停止使用时，手动合上微喷孔外弧形挡板盖。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种砀山酥梨果树早春防冻系统，其特征在于：包括供水系统、控制系统、喷水系统，所述供水系统由所述控制系统控制，喷水系统连接所述供水系统并由所述供水系统供水。

2.根据权利要求1所述的一种砀山酥梨果树早春防冻系统，其特征在于：所述供水系统包括深水井(1)、抽水装置(2)、过滤器(3)，所述深水井(1)的井壁由两个竖直涵管(11)形成，所述两个竖直涵管(11)间形成夹层，所述夹层内夹持有瓦楞结构混凝土套筒(14)，所述瓦楞结构混凝土套筒的瓦楞方向与井深方向一致；所述两个竖直涵管(11)的壁上与所述混凝土瓦楞结构(14)上均设有多个渗水孔(12)用于地下水渗入，所述夹层内填充有细碎石(13)；

所述抽水装置(2)包括置于深水井(1)水位下方的抽水泵(22)和连接抽水泵的抽水管道(21)；所述抽水管道(21)的出水端连接有过滤器(3)。

3.根据权利要求2所述的一种砀山酥梨果树早春防冻系统，其特征在于：所述控制系统包括主控板、控制开关、多个探头、土壤含水监测仪(41)和声音报警器，所述主控板连接控制开关、多个探头、土壤含水监测仪和声音报警器；所述控制开关用于启闭抽水泵(22)，所述的多个探头包括位于树冠投影下的自上而下设置的第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器，所述第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器距地面高度依次为0.2m、1.5m和2.6m；所述土壤含水监测仪位于树冠投影下距地面-0.2m处；所述第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器用于将监测的温度信号发送给主控板，所述土壤含水监测仪用于将监测的土壤含水量信号发送给主控板，所述主控板用于接收温度传感器的温度信号和土壤含水监测仪的土壤含水量信号，并触发控制开关的启闭动作。

4.根据权利要求2所述的一种砀山酥梨果树早春防冻系统，其特征在于：所述喷水系统包括连接抽水管道(21)的多条微喷管道(5)，所述微喷管道(5)上方设有微喷孔(51)，位于每个所述微喷孔(51)旁的微喷管道(5)上设有用于遮挡微喷孔的翻转挡板。

5.根据权利要求2所述的一种砀山酥梨果树早春防冻系统，其特征在于：所述井壁顶部设有侧开口(15)，所述侧开口(15)下方设有沿深水井(1)径向安置的横梁(16)；所述抽水泵通过连接横梁的吊绳(23)垂设在所述深水井(1)水位下方，所述抽水管道(21)出水端通过所述侧开口(15)伸出。

6.根据权利要求4所述的一种砀山酥梨果树早春防冻系统，其特征在于：所述翻转挡板为与微喷管道(5)相配合的弧形挡板(53)，所述弧形挡板(53)与固定在微喷管道(5)上的管道抱箍(52)铰接。

7.根据权利要求6所述的一种砀山酥梨果树早春防冻系统，其特征在于：所述管道抱箍(52)下方设有可调节支撑(54)用于插入地面。

8.根据权利要求4所述的一种砀山酥梨果树早春防冻系统，其特征在于：所述微喷孔(51)直径为0.4-0.5mm。

9.根据权利要求1所述的一种砀山酥梨果树早春防冻系统，其特征在于：还包括排水系统，所述排水系统为多条排水渠用于收集并排出果园地里过量的水。

10.根据权利要求3所述的一种砀山酥梨果树早春防冻系统的防冻方法，其特征在于：所述方法如下，

控制系统中第二温度传感器(43)先运行，当第二温度传感器(43)处监测的温度小于或等于0℃时，控制主板触发控制开关启动抽水泵(22)，喷水系统对田间进行喷水控温作业，当第二温度传感器(43)监测的温度达到0℃以上时，控制主板触发控制开关断开并关闭抽水泵(22)，同时开启土壤含水监测仪，并关闭第二温度传感器(43)；

当土壤含水监测仪监测的土壤含水量低于土壤田间持水量的60％时，触发控制开关启动抽水泵(22)，喷水系统对田间进行灌溉作业；当土壤含水监测仪监测的土壤含水量达到土壤田间持水量60％以上时，触发控制开关断开并关闭抽水泵(22)，同时开启第一温度传感器、第三温度传感器，并关闭土壤含水监测仪；

当第一温度传感器(42)与第三温度传感器(44)监测的温度之和小于或等于0℃时，主控板触发控制开关启动抽水泵(22)，喷水系统对田间进行喷水控温作业，当第一温度传感器(42)与第三温度传感器(44)监测的温度之和达到0℃以上时，主控板触发控制开关断开，关闭抽水泵(22)，并关闭当第一温度传感器(42)与第三温度传感器(44)；

以上每次触发控制开关开启和断开时，主控板同时触发声音报警器报警5-10s；

完成上述步骤为一个循环，控制系统每间隔1-12小时循环一次。