CN107182718A - 一种负压节水灌溉系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种负压节水灌溉系统，包括灌水器、输水管以及灌溉水源，其特征在于：灌水器要求是多孔结构且具有“透水不透气”的特性，也就是指水可以通过输水管从水源进入灌水器而后进入土壤，而空气不能进入系统，且灌水器需能与土壤紧密接触，充分利用基质吸力的作用，且透水性能好，有利于提高水分运移效率。
Description
技术领域
本发明涉及节水灌溉技术领域，特别涉及一种负压节水灌溉系统。 背景技术
我国是缺水的国家，水资源日益短缺，就北京市而言，人均水资源占有量不足100 m3，相当于全世界的 1/90，全国的 1/24。农业又是用水大户，我国农业用水占总用水量的 70%， 在极端缺水的情况下，农业用水的效率又相当低， 浪费严重。如果能把农业灌溉用水的利用效率由目前的 50% 提高到 70% ， 而仅灌溉用水就可节约 900 亿 m3。有专家同时也指出，把农业灌溉用水减少 1/10， 就可以满足家庭用水增加1倍。因此，发展节水灌溉技术是一项紧迫而重要的课题。负压灌溉系统是一种高效的节水系统， 它是将灌水器埋于地下， 通过土壤的基质势驱动水流从灌水器流向土壤， 变传统的被动给水为主动吸水， 该系统节水效果显著。
目前， 国内有关负压灌溉的研究非常少。中国农业科学院刘明池在日本进行其博士论文试验时， 建立了一种负压自动灌水蔬菜栽培系统。在此基础上着重研究了不同土壤水分对草莓植株生长、产量形成、果实物理化学特性和贮藏运输特性的影响。结果表明，利用新型灌水材料—陶土管，配之以负压控制技术，而建立的自动控水灌水蔬菜栽培系统，虽不通过计算机等复杂的调控设备便可实现对土壤水分的自动调控，并能在一定程度上根据土壤缺水状况自动调节灌水速度，其突出优点是能够使土壤一直保持最适于作物生长的水分状态，避免了采用一般灌溉方法时土壤水分过干过湿的问题，比畦灌增产 40% 以上。但这一栽培系统，目前在日本仍只用于温室盆栽。
发明内容 为解决现有节水灌溉系统存在的技术难题，本发明采取以下技术方案：一种负压节水灌溉系统，包括灌水器、输水管以及灌溉水源，其特征在于：灌水器要求是多孔结构且具有 “透水不透气” 的特性，也就是指水可以通过输水管从水源进入灌水器而后进入土壤，而空气不能进入系统，且灌水器需能与土壤紧密接触，充分利用基质吸力的作用，且透水性能好， 有利于提高水分运移效率。
作为上述技术方案的进一步描述，所述输水管与灌水器、水源联接部件必须密封。
具体实施方式
一种负压节水灌溉系统，包括灌水器、输水管以及灌溉水源，其特征在于：灌水器要求是多孔结构且具有 “透水不透气” 的特性，也就是指水可以通过输水管从水源进入灌水器而后进入土壤，而空气不能进入系统，且灌水器需能与土壤紧密接触，充分利用基质吸力的作用，且透水性能好， 有利于提高水分运移效率。
负压灌溉系统利用的是土壤含水率较低时的土壤水基质势基质吸力 “主动”由输水管从水源吸取水分， 灌水速率以及灌水量由土壤本身状况决定， 理论上可连续不断的工作。具有自我调控功能， 灌溉开始后便无需人为管理。
试验步骤及安排
试验在平度市市的一块平台上进行， 试验前，先将种植箱装满营养土， 将灌水器与水管连接好， 尽量保证水管与灌水器密不透气， 将连好的水管铺设土上， 埋好， 由于小白菜根系较浅， 灌水器埋深 5 cm， 在土壤表层撒播一些小白菜种子。联接控制箱及水桶，系统正式运行前， 需将灌溉系统空气排出， 使整个系统充满水且无气泡， 然后关闭止水阀门，开启控制箱供水阀门， 负压灌溉系统开始进行。
试验结果
小白菜播种 3d 后陆续发芽，由于试验前种植箱内土壤为风干土， 灌溉第1天耗水量比较大，约 6 L，第2天仍然较高，约4 L，随后几天耗水量逐渐稳定，每天耗水量约 625 mL，10d 后， 小白菜长至10 cm后，水分出现供不应求的情况，早晚小白菜长势挺拔，但是中午日照强烈时，小白菜出现打蔫情况，长势缓慢，这样持续了1 周，将控制箱球阀上调，控制水面基本和灌水器高度持平，这样灌水器出水量加大，小白菜出现快速生长态势，每天耗水量5 L， 足以满足作物的生长需求。
试验结论
使用负压灌溉系统不需要提水加压设备， 不消耗能源。使用负压灌溉系统不需要每天进行人为管理，无疑节省了劳动力资源及管理成本。由于小白菜采用撒播种植， 并非 1 个灌水器对应一株种植， 后期小白菜出现水分供不应求的情况， 因此， 负压节水灌溉系统适宜于单株类且有一定株距的作物， 如西红柿、黄瓜和草莓等， 种植小白菜类作物还需调小滴头间距。后期采用了无压灌溉， 滴头的出水量是一定且恒定的， 且土壤的团粒结构不被改变， 不会造成土壤的板结， 使作物根系缺氧。作物的生长具有向水性的， 拔掉白菜后发现滴头已经被毛根紧实的包裹， 且未出现堵塞滴头， 因此， 如将滴头埋于作物根系，将会促进作物根系生长， 提高作物的品质和产量。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种负压节水灌溉系统，包括灌水器、输水管以及灌溉水源，其特征在于：灌水器要求是多孔结构且具有 “透水不透气” 的特性，也就是指水可以通过输水管从水源进入灌水器而后进入土壤，而空气不能进入系统，且灌水器需能与土壤紧密接触，充分利用基质吸力的作用，且透水性能好， 有利于提高水分运移效率。
2.根据权力要求1所述的负压节水灌溉系统，其特征在于：所述输水管与灌水器、水源联接部件必须密封。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710520567.5A CN107182718A (zh) | 2017-06-30 | 2017-06-30 | 一种负压节水灌溉系统 |
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Publications (1)
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| CN107182718A true CN107182718A (zh) | 2017-09-22 |
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Family Applications (1)
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Country Status (1)
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| CN (1) | CN107182718A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109392400A (zh) * | 2018-11-22 | 2019-03-01 | 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所 | 一种用于温室田间的负压灌溉供水系统 |
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2017
- 2017-06-30 CN CN201710520567.5A patent/CN107182718A/zh active Pending
Cited By (2)
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| CN109392400A (zh) * | 2018-11-22 | 2019-03-01 | 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所 | 一种用于温室田间的负压灌溉供水系统 |
| CN109392400B (zh) * | 2018-11-22 | 2023-09-22 | 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所 | 一种用于温室田间的负压灌溉供水系统 |
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Application publication date: 20170922 |