CN106613532A - 日光温室小型水肥一体灌溉机及番茄袋培水肥管理方法 - Google Patents

Abstract

日光温室小型水肥一体灌溉机，包括配肥组件、水管组件、灌溉装置和控制器，所述配肥组件包括吸肥装置和混肥装置；水管组件包括主输水管道，第一支路管道和第二支路管道；吸肥装置包括吸肥器、过滤器、软管；混肥装置设置为混肥器；主输水管道最外端设置有进水口，从进水管到混肥器之间依次设置有过滤器、电磁阀和压力表；混肥器的一端设置有水泵，水泵的一端连接有灌溉装置，所述水泵的另一端设有第一支路管道和第二支路管道；第一支路管道上的吸肥器的另一端设有软管、软管的另一端设有过滤器，过滤器的另一端设有全肥灌，本发明结构简单，水肥管理操作简便，既能灌溉清水，又能施肥，大大减轻劳动强度，节约肥水用量，降低生产成本。

Description

日光温室小型水肥一体灌溉机及番茄袋培水肥管理方法

技术领域

本发明属于设施园艺灌溉机械技术领域，尤其涉及日光温室小型水肥一体灌溉机及番茄袋培水肥管理方法。

背景技术

2014年我国日光温室面积约92.7万公顷，成功解决了北方地区冬季蔬菜供应难题，成为解决“三农”问题的重要产业。目前，随着工业化和城镇化的发展，越来越多的农村人口涌向城镇，造成农村劳动力严重缺失；另一方面，由于大多数日光温室设施农业生产仍采用浅施、撒施、冲施等传统的施肥方式。这些施肥方法，易导致过量或不合理施肥，使得肥料利用率低下，造成对土壤和水体的严重污染，不仅造成土壤盐渍化问题严重，而且土壤和地下水污染的潜在风险巨大，导致资源浪费，环境污染，严重影响设施园艺产业的可持续发展。因此省时省工，节水节肥的现代化农业迫在眉睫。

由于日光温室是一个相对封闭的空间，无法直接利用降雨，设施作物生长所需水分完全依靠灌溉进行供应，水肥一体化技术被认为是现阶段最适用于设施农业的一种灌溉施肥技术，在日光温室栽培和无土栽培灌溉施肥应用中占有重要的地位。

目前，国外大型连栋温室设施园艺作物栽培大都采用基于母液的水肥一体化设备进行灌溉施肥，并已开发与硬件设备配套的灌溉控制系统，实现了水肥一体的自动化灌溉，但是国外的水肥一体自动化装置价格昂贵，售价十多万到二十多万，而且基于母液的营养液配制方法技术难度大，一般企业和农户难以掌握和应用，几十年来，难以在我国日光温室推广应用。同时，我国也通过引进消化和仿制了国外先进的水肥一体化装置，尽管国产化降低了价格，但营养液的配制方法仍然采用母液方法，技术难度依然很大，无法适应我国单体日光温室面积小、以及农民科技素质较低、经济状况不高的现状，因此，国产化的水肥一体化设备农户仍然无法接受和应用。

发明内容

本发明根据我国日光温室农户广泛使用水溶肥的特点，研制了基于全价水溶肥、价格低廉、操作简便、自动化程度较高的日光温室小型水肥一体灌溉机及番茄袋培水肥管理方法，可进行日光温室水肥的精准控制，实现节水减肥减药，同时为促进我国日光温室蔬菜的现代栽培模式发展提供技术支持。

本发明通过以下技术方案来实现：日光温室小型水肥一体灌溉机，包括配肥组件、水管组件、灌溉装置和控制器，所述配肥组件包括吸肥装置和混肥装置；所述水管组件包括主输水管道，第一支路管道和第二支路管道；所述吸肥装置包括吸肥器、过滤器、软管；所述混肥装置设置为混肥器；

所述主输水管道最外端设置有进水口，从进水管到混肥器之间依次设置有过滤器、电磁阀和压力表；所述混肥器的一端设置有水泵，所述水泵的一端连接有灌溉装置，所述水泵的另一端设置有第一支路管道和第二支路管道；所述第一支路管道和第二支路管道由下到上均设置有电磁阀、吸肥器和止回阀；第一支路管道上的吸肥器的另一端设置有软管、软管的另一端设置有过滤器，过滤器的另一端设置有酸罐，第二支路管道的吸肥器的另一端设置有软管、软管的另一端设置有过滤器，过滤器的另一端设置有全肥灌；所述控制器与电磁阀和水泵均相互连接。

作为一种优选的技术方案，所述灌溉装置上设置有逆水阀，逆水阀的下面设置有流量计，流量计通过电磁阀与灌溉支路相连接。

作为一种优选的技术方案，所述吸肥器上设置有调节肥料稀释倍数的调节阀。

作为一种优选的技术方案，所述混肥器设置有混合室，所述混合室的两端分别设置有入水口和出水口，混合室内部设置有混合水口。

日光温室小型水肥一体灌溉机的番茄袋培水肥管理方法：控制器直接控制水泵和电磁阀的关闭，实现水肥的精准管理，其包括四个阶段的灌水和补肥的管理方法，分别为：苗期、初果期、盛果期和采收末期四阶段灌水与补肥的管理方法；具体方法如下：

步骤1：在苗期的晴天，每天灌水1-2次，每株每天灌水400-600ml；每7天补肥一次，每株追施全价肥1.5g；

步骤2：在初果期的晴天，每天灌水4-5次，每株每天灌水800-1000ml；每7天补肥一次，每株追施全价肥2.0g；

步骤3：在盛果期的晴天，每天灌水8-10次，每株每天灌水1200-1500ml；每5天补肥一次，每株追施全价肥3.0g；

步骤4：在采收末期的晴天，每天灌水8-10次，每株每天灌水1200-1500ml；每5天补肥一次，每株追施全价肥2.5g；

步骤5：遇到阴雨天，农户根据经验和管理方法，可减少灌溉次数。

本发明使用简便，农户只需要根据日光温室袋培番茄生长的需要，称量、溶解一个施肥周期所需的全价水溶肥，通过控制器制打开水泵及所有电磁阀进行吸肥灌溉，使用酸罐的目的是针对我国北方水质为弱碱性的特点，调整灌溉水pH在6.0-6.5的最适番茄生长的范围；当不需要施肥时，打开主输水管道电磁阀和灌溉装置上的电磁阀，即可直接滴灌清水，本发明既能灌溉清水，又能施肥，减少用工成本，降低产品成本，明显减轻母液配制的技术难度和劳动强度，节约用水。

本发明在日光温室番茄营养基质袋培研究的基础上（已获得国家发明专利），遵循结构简单、营养配制简易、技术容易掌握的原则，根据目前我国日光温室农户广泛使用全价速溶肥的现状，研制出一种基于全价水溶肥的日光温室的小型简便水肥一体化灌溉机及其番茄袋培水肥管理方法，解决了国外大型水肥一体灌溉机需要具有专业知识的人员才能配制营养液母液的难题，适宜当前我国日光温室广大农户生产者的使用，对满足我国日光温室蔬菜当前的精准灌溉施肥的需要具有重要意义。

国外大型水肥一体化设备需要配置3-6种母液，技术难度很大，非一般农户可以掌握，需要专业技术人员来操作，而且其多种肥料的价格也比较高；农户利用本装置根据目前的日光温室番茄生产经验和我们的管理方法，可以简单的一次性完成全价肥的配制。

本发明所述的日光温室小型水肥一体灌溉机，结构简单，肥料配制简单，水肥管理操作简便，既能灌溉清水，又能施肥，大大减轻劳动强度，节约肥水用量，降低生产成本。

本发明根据番茄基质袋培的生长需要，设定苗期、初果期、盛果期和采收末期四阶段水肥的管理方案，可进行灌水和补肥的定时、定量、定点供应，实现水肥的自动化管理。

与现有技术相比较，发明的有益效果在于：（1）本发明结构小巧，紧凑简单，使用简便，价格低廉，操作过程容易掌握；（2）本发明适宜生产面积小的日光温室及其科技素质较低的广大农户使用，可有效节省大量的人力资源，显著降低劳动强度，大幅度提高滴灌水肥的工作效率；（3）本发明实现了两次混肥，提高混肥效率和效果；当全价肥被吸入到吸肥器中，实现第一次与自来水混合，然后，进入到位于主输水管道中的混肥装置中，实现第二次充分混肥；两次混合，显著提高混肥效果。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的混肥装置的结构示意图。

附图序号说明：1-进水口，2-过滤器，3-电磁阀，4-压力表，5-混肥器，6-水泵，7-逆止阀，8-吸肥器，9-软管，10—控制器、11-流量计，12—全肥灌，13-酸罐， 14-灌溉支路，15-主输水管道，16-止回阀，17-第一支路管道，18-第二支路管道，19-入水口，20-出水口，21-混合水口，22-混合室。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明；在此，本发明的示意性实施方式及说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

结合图1和图2：日光温室小型水肥一体灌溉机，包括配肥组件、水管组件、灌溉装置和控制器10，所述配肥组件包括吸肥装置和混肥装置；所述水管组件包括主输水管道15，第一支路管道17和第二支路管道18；所述吸肥装置包括吸肥器8、过滤器2、软管9；所述混肥装置设置为混肥器5；

所述主输水管道15最外端设置有进水口1，从进水管1到混肥器5之间依次设置有过滤器2、电磁阀3和压力表4；所述混肥器5的一端设置有水泵6，所述水泵6的一端连接有灌溉装置，所述水泵6的另一端设置有第一支路管道17和第二支路管道18；所述第一支路管道17和第二支路管道18由下到上均设置有电磁阀3、吸肥器8和止回阀16；第一支路管道17上的吸肥器8的另一端设置有软管9、软管9的另一端设置有过滤器2，过滤器2的另一端设置有酸罐13，第二支路管道18的吸肥器8的另一端设置有软管9、软管9的另一端设置有过滤器2，过滤器2的另一端设置有全肥灌 12；所述控制器10与电磁阀3和水泵6均相互连接。

作为一种优选的技术方案，所述灌溉装置上设置有逆水阀7，逆水阀7的下面设置有流量计11，流量计11通过电磁阀3与灌溉支路14相连接。

作为一种优选的技术方案，所述吸肥器8上设置有调节肥料稀释倍数的调节阀。

作为一种优选的技术方案，所述混肥器5设置有混合室22，所述混合室22的两端分别设置有入水口19和出水口20，混合室22内部设置有混合水口21。

日光温室小型水肥一体灌溉机，的番茄袋培水肥管理方法，控制器直接控制水泵和电磁阀的关闭，实现水肥的精准管理，其包括四个阶段的灌水和补肥的管理方法，分别为：苗期、初果期、盛果期和采收末期四阶段灌水与补肥的管理方法；具体方法如下：

步骤1：在苗期的晴天，每天灌水1-2次，每株每天灌水400-600ml；每7天补肥一次，每株追施全价肥1.5g；

步骤2：在初果期的晴天，每天灌水4-5次，每株每天灌水800-1000ml；每7天补肥一次，每株追施全价肥2.0g；

步骤3：在盛果期的晴天，每天灌水8-10次，每株每天灌水1200-1500ml；每5天补肥一次，每株追施全价肥3.0g；

步骤4：在采收末期的晴天，每天灌水8-10次，每株每天灌水1200-1500ml；每5天补肥一次，每株追施全价肥2.5g；

步骤5：遇到阴雨天，农户根据经验和管理方法，可减少灌溉次数。

本发明的具体在实施时的工作过程：先在全肥罐12中配制一个施肥周期需要的全价肥料，打开水泵6及电磁阀3，自来水从进水口1进入，经过滤器2、电磁阀3、压力表4进入混肥器5，从水泵6流出的水一部分通过两个均匀间隔设置的第一支路管道17和第二支路管道18，为吸肥器8提供吸肥动力，另一部分进入灌溉支路14，直接用于灌溉，吸肥器8出口流出的肥水混合液进入主输水管道15、混肥器5、水泵6，以此重复；灌溉清水和施肥同时进行时，打开所有电磁阀3；只灌溉清水时，打开主输水管道上的电磁阀3即可。

具体案例1：如果一亩日光温室内的栽培番茄2000株，在盛果期进行水肥管理，每5天补肥一次，每株追施全价肥3.0g，则一亩地需要称量6kg全价水溶肥，溶解，并装入到全肥罐中；一天之内需要灌水1200-1500ml，随着每天8-10次的灌水，少量多次的施入到番茄植株的根系中，有利于作物的吸收和利用，并显著提高肥水利用效率，实验结果见表1，从表中可以看出，与传统水肥管理方式比较，使用小型水肥一体灌溉机的番茄产量提高17.3%，亩灌水量降低35.2%，每生产1kg的番茄耗水量为30kg，水分利用效率提高；同时，肥料的施用量降低24.6%，每生产1kg番茄的养分需求量为仅为33.5g，肥料利用率显著提高。以上结果说明，新型灌溉设备不仅提高番茄产量，而且明显提高水分利用效率，对于广大的日光温室农户而言，具有广阔的应用前景。

表1，日光温室冬春茬番茄生长比较

具体案例2，该小型水肥一体灌溉机，不仅适宜日光温室基质袋培番茄生产，而且适宜其它黄瓜、茄子、辣椒、西瓜和甜瓜等果菜类生产，同时，也适宜土壤栽培生产，只需要调整控制器中的水肥管理方案即可。

Claims (5)

1.日光温室小型水肥一体灌溉机，包括配肥组件、水管组件、灌溉装置和控制器（10），其特征在于：所述配肥组件包括吸肥装置和混肥装置；所述水管组件包括主输水管道（15），第一支路管道（17）和第二支路管道（18）；所述吸肥装置包括吸肥器（8）、过滤器（2）、软管（9）；所述混肥装置设置为混肥器（5）；

所述主输水管道（15）最外端设置有进水口（1），从进水管（1）到混肥器（5）之间依次设置有过滤器（2）、电磁阀（3）和压力表（4）；所述混肥器（5）的一端设置有水泵（6），所述水泵（6）的一端连接有灌溉装置，所述水泵（6）的另一端设置有第一支路管道（17）和第二支路管道（18）；所述第一支路管道（17）和第二支路管道（18）由下到上均设置有电磁阀（3）、吸肥器（8）和止回阀（16）；第一支路管道（17）上的吸肥器（8）的另一端设置有软管（9）、软管（9）的另一端设置有过滤器（2），过滤器（2）的另一端设置有酸罐 （13），第二支路管道（18）的吸肥器（8）的另一端设置有软管（9）、软管（9）的另一端设置有过滤器（2），过滤器（2）的另一端设置有全肥灌 （12）；所述控制器（10）与电磁阀（3）和水泵（6）均相互连接。

2.根据权利要求1所述的日光温室小型水肥一体灌溉机，其特征在于：所述灌溉装置上设置有逆水阀（7），逆水阀（7）的下面设置有流量计（11），流量计（11）通过电磁阀（3）与灌溉支路（14）相连接。

3.根据权利要求1所述的日光温室小型水肥一体灌溉机，其特征在于：所述吸肥器（8）上设置有调节肥料稀释倍数的调节阀。

4.根据权利要求1所述的日光温室小型水肥一体灌溉机，其特征在于：所述混肥器（5）设置有混合室（22），所述混合室（22）的两端分别设置有入水口（19）和出水口（20），混合室（22）内部设置有混合水口（21）。

5.根据权利要求1所述的日光温室小型水肥一体灌溉机的番茄袋培水肥管理方法，其特征在于：控制器直接控制水泵和电磁阀的关闭，实现水肥的精准管理，其包括四个阶段的灌水和补肥的管理方法，分别为：苗期、初果期、盛果期和采收末期四阶段灌水与补肥的管理方法；具体方法如下：

步骤1：在苗期的晴天，每天灌水1-2次，每株每天灌水400-600ml；每7天补肥一次，每株追施全价肥1.5g；

步骤2：在初果期的晴天，每天灌水4-5次，每株每天灌水800-1000ml；每7天补肥一次，每株追施全价肥2.0g；

步骤3：在盛果期的晴天，每天灌水8-10次，每株每天灌水1200-1500ml；每5天补肥一次，每株追施全价肥3.0g；

步骤4：在采收末期的晴天，每天灌水8-10次，每株每天灌水1200-1500ml；每5天补肥一次，每株追施全价肥2.5g；

步骤5：遇到阴雨天，农户根据经验和管理方法，可减少灌溉次数。