CN107278810B - 一种猕猴桃种植灌溉装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种猕猴桃种植灌溉装置，包括保水种植筒，灌溉主管道，排水沟和灌溉水温控制系统，通过在种植土壤外套有保水土壤形成的保水种植筒，保水土壤由聚丙烯酰胺水凝胶粉末与土壤粉末混合制成；灌溉主管道的水温经过控温水箱和蛇形换热器构成的灌溉水温控制系统来控制，蛇形换热器上设有加热水箱和制冷剂箱，控温水箱上设有PLC控制器，PLC控制器的控制模式包括高温模式和低温模式。本发明有效的解决了渗灌技术的保水问题，保水能力强且保水能力可以控制，实现了缓释供水的效果，防止灌溉过剩导致的烂根及土壤板结的问题，同时实现了对种植园地的变温式灌溉，有效防止了冻伤和热枯，利于猕猴桃的生长，应用范围广，适合推广。
Description
技术领域
本发明涉及农业灌溉技术领域，尤其涉及一种猕猴桃种植灌溉装置。
背景技术
猕猴桃属阳性树种，耐半阴，喜阴凉湿润环境，怕旱、涝、风。耐寒，不耐早春晚霜；宜选择气候温和、光照充足，雨量充沛，在生长季节降水较为均匀，空气湿度大，达70％－80％。早晚霜害和冻害较少的地区；土壤以深厚肥沃、透气性好，地下水位在1米以下，有机质含量高，PH值5.5－6.5微酸性的砂质土壤为宜，强酸或碱性土壤需改良后再栽培。
猕猴桃灌溉有多种方法，包括漫灌、沟灌、渗灌、滴灌、喷灌。漫灌的特点是简单易行，投资少，但冲刷土壤，土壤易板结。由于漫灌不易控制灌水量，耗水量较大，不利于有效使用有限的水利资源，应尽量减少使用。
渗灌是利用有适当高差的水源，将水通过管道引向在树行两侧，水渗出后逐渐湿润周围的土壤，比沟灌更省水，也没有板结的缺点，但出水口容易发生堵塞；也可将出水管沿树行放置在地面，改为简易滴灌。
滴灌是顺行在地面之上安装管道，管道上设置滴头，在总入水口处设有加压泵，在植株的周围按照树龄的大小安装适当数量的滴头，水从滴头滴出后浸润土壤。滴灌只湿润根部附近的土壤，特别省水，用水量只相当于喷灌的一半左右，适于各类地形的土壤。缺点是投资较大，滴头易堵塞，输水管对田间操作不方便，同时需要加压设备。
喷灌又分为微喷与高架喷灌，微喷使用管道将水引入田间，在每株树旁安装微喷头，喷水直径一般1～1.2米，省水，效果好，但需要加压，田间操作也不便。高架喷灌比漫灌省水，但对树叶、果实、土壤的冲刷大，也需要加压设备。喷灌对改善果园小气候作用明显，缺点是投资费用较大。
综上所述，滲灌的构造成本低，耗水少，非常适合农村及小面积种植，如果加以改造，能够有效取代滴灌和喷灌，但现有技术的滲灌效果不及滴灌和喷灌，如何解决保水问题是现有的渗灌技术要解决的重要课题，也是如何降低种植成本的重要方案。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种猕猴桃种植灌溉装置。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种猕猴桃种植灌溉装置，包括保水种植筒，灌溉主管道，排水沟和灌溉水温控制系统，所述保水种植筒和灌溉主管道埋于地下，所述灌溉主管道的管壁接通有对称分布的灌溉管线，所述灌溉管线为经络网状，所述保水种植筒分布于灌溉管线的节点，所述保水种植筒之间通过灌溉管线相互连通；所述灌溉主管道连接有供水水泵，所述供水水泵远离灌溉主管道的一侧通过管道连接有控温水箱，所述控温水箱远离供水水泵的一侧通过管道连接有蛇形换热器，所述蛇形换热器的底部设有加热水箱，所述加热水箱的底部通过管道连接有抽水水泵，所述抽水水泵远离蛇形换热器的一侧通过管道连接有排水管，所述排水管与排水沟连接；
所述控温水箱内部设有温度传感器，所述控温水箱的顶部连接有数模转化器和PLC控制器；所述灌溉水温控制系统由控温水箱和蛇形换热器构成；
所述蛇形换热器的侧壁设有制冷剂箱和加压泵，所述蛇形换热器的内部设有蛇形管，所述蛇形管的两端分别通过管道与制冷剂箱和加压泵相连接，所述加压泵通过管道与制冷剂箱相连接；所述蛇形换热器与加热水箱之间通过过滤网相连通，所述加热水箱内设有加热片。
优选地，所述供水水泵和排水沟分别位于种植园地的上游和下游，所述排水沟与种植园地连接的土壁上包接有过滤布。
优选地，所述保水种植筒的筒壁为双层空腔结构，所述保水种植筒的双层筒壁内填满保水土壤，所述保水种植筒的内层筒壁内填充有种植土壤。
优选地，所述保水土壤的制备方法包括以下步骤：
S1，将100份聚丙烯酰胺水凝胶粉末，与20-500份土壤粉末充分混合；
S2，浇灌大量的水，手动或机械搅拌，稍稍静置，将水过滤，得到湿土壤；
S3，将湿土壤填充到保水种植筒的筒壁内，稍稍踩压，使其的顶部跟地面平行。
优选地，所述保水种植筒的双层筒壁均为透气滤网布，所述透气滤网布的材质为聚丙烯酰胺多孔薄膜。
优选地，所述温度传感器为CWF51热敏温度传感器，所述数模转化器的型号为X96012。
优选地，所述PLC控制器为国产三菱PLC工控板，采用4路脉冲RS485模拟量，所述PLC控制器采用220V供电电压。
优选地，所述PLC控制器的脚线连接有无线模块，所述无线模块为FCE-1585型无线信号收发器。
优选地，所述PLC控制器的芯片引脚线分别与供水水泵，抽水水泵，温度传感器，数模转化器，加压泵和加热片电性连接。
优选地，所述PLC控制器的控制模式包括高温模式和低温模式，所述高温模式启动的气候温度超过30℃，所述低温模式启动的气候温度低于10℃。
优选地，所述制冷剂箱内的制冷剂为R5及R4系列混合制冷剂。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.通过在种植土壤外套有保水土壤形成的保水种植筒，保水土壤由100份聚丙烯酰胺水凝胶粉末与20-500份土壤粉末混合制成，因而可依据不同猕猴桃对土壤湿度的不同要求，改变水凝胶的含量，从而提供合适保水土壤的成分配比，保水能力强且保水能力可以控制，使其应用范围广，适合推广。
2.将灌溉主管道的管壁接通有对称分布的灌溉管线，保水种植筒之间通过灌溉管线相互连通，灌溉水优选提供到保水种植筒的双层筒壁内，随后再缓慢供给到种植土壤，实现了缓释供水的效果，有效防止灌溉过剩导致的烂根及土壤板结的问题。
3.灌溉主管道的水温经过灌溉水温控制系统来控制，灌溉水温控制系统由控温水箱和蛇形换热器构成，控温水箱上设有温度传感器，数模转化器和PLC控制器，蛇形换热器上设有加热水箱和制冷剂箱，制冷剂箱连接加压泵，加热水箱内设有加热片，PLC控制器的控制模式包括高温模式和低温模式，气候温度超过30℃时，PLC控制器启动高温模式，控制加压泵开始工作，制冷剂箱开始制冷，对供水制冷；气候温度低于10℃时，PLC控制器启动低温模式，控制加热片开始工作，对供水加热，以上过程直接对土壤及植物根部进行夏季降温和冬季升温，实现对种植园地的变温式灌溉，有效防止了冻伤和热枯，利于猕猴桃的生长。
附图说明
图1为本发明提出的一种猕猴桃种植灌溉装置的结构示意图；
图2为本发明提出的一种猕猴桃种植灌溉装置的种植园土壤的内部结构图；
图中：1保水种植筒、2灌溉主管道、3排水沟、4灌溉水温控制系统、5灌溉管线、6供水水泵、7控温水箱、8蛇形换热器、9加热水箱、10抽水水泵、11排水管、12温度传感器、13数模转化器、14PLC控制器、15制冷剂箱、16加压泵、17蛇形管、18加热片、19过滤布、20保水土壤、21种植土壤。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1-2，一种猕猴桃种植灌溉装置，包括保水种植筒1，灌溉主管道2，排水沟3和灌溉水温控制系统4，所述保水种植筒1和灌溉主管道2埋于地下，所述灌溉主管道2的管壁接通有对称分布的灌溉管线5，所述灌溉管线5为经络网状，所述保水种植筒1分布于灌溉管线5的节点，所述保水种植筒1之间通过灌溉管线5相互连通；所述灌溉主管道2连接有供水水泵6，所述供水水泵6远离灌溉主管道2的一侧通过管道连接有控温水箱7，所述控温水箱7远离供水水泵6的一侧通过管道连接有蛇形换热器8，所述蛇形换热器8的底部设有加热水箱9，所述加热水箱9的底部通过管道连接有抽水水泵10，所述抽水水泵10远离蛇形换热器8的一侧通过管道连接有排水管11，所述排水管11与排水沟3连接；
所述控温水箱7内部设有温度传感器12，所述控温水箱7的顶部连接有数模转化器13和PLC控制器14；所述灌溉水温控制系统4由控温水箱7和蛇形换热器8构成；
所述蛇形换热器8的侧壁设有制冷剂箱15和加压泵16，所述蛇形换热器8的内部设有蛇形管17，所述蛇形管17的两端分别通过管道与制冷剂箱15和加压泵16相连接，所述加压泵16通过管道与制冷剂箱15相连接；所述蛇形换热器8与加热水箱9之间通过过滤网相连通，所述加热水箱9内设有加热片18。
所述供水水泵6和排水沟3分别位于种植园地的上游和下游，所述排水沟3与种植园地连接的土壁上包接有过滤布19。
所述保水种植筒1的筒壁为双层空腔结构，所述保水种植筒1的双层筒壁内填满保水土壤20，所述保水种植筒1的内层筒壁内填充有种植土壤21。
所述保水土壤20的制备方法包括以下步骤：
S1，将100份聚丙烯酰胺水凝胶粉末，与20-500份土壤粉末充分混合；
S2，浇灌大量的水，手动或机械搅拌，稍稍静置，将水过滤，得到湿土壤；
S3，将湿土壤填充到保水种植筒1的筒壁内，稍稍踩压，使其的顶部跟地面平行。
所述保水种植筒1的双层筒壁均为透气滤网布，所述透气滤网布的材质为聚丙烯酰胺多孔薄膜。
所述温度传感器12为CWF51热敏温度传感器，所述数模转化器13的型号为X96012。
所述PLC控制器14为国产三菱PLC工控板，采用4路脉冲RS485模拟量，所述PLC控制器14采用220V供电电压。
所述PLC控制器14的脚线连接有无线模块，所述无线模块为FCE-1585型无线信号收发器。
所述PLC控制器14的芯片引脚线分别与供水水泵6，抽水水泵10，温度传感器12，数模转化器13，加压泵16和加热片18电性连接。
所述PLC控制器14的控制模式包括高温模式和低温模式，所述高温模式启动的气候温度超过30℃，所述低温模式启动的气候温度低于10℃。
所述制冷剂箱15内的制冷剂为R5及R4系列混合制冷剂。
本发明的工作过程：依据地势，将排水沟3置于种植园地的下游，保水种植筒1的双层筒壁内填满保水土壤20，保水种植筒1的内层筒壁内填充有种植土壤21，将猕猴桃幼苗或种子种植在种植土壤21的中心位置；灌溉主管道2和灌溉管线5构成经络状的供水网，将水或水肥溶液供到保水种植筒1内，实现对种植园地的渗灌式灌溉。灌溉产生或是雨季产生的积水流入排水沟，过滤布19过滤后，经由排水管11由抽水水泵10抽到加热水箱中，此时由PLC控制器14依照气候温度选择工作模式，所述PLC控制器14的控制模式包括高温模式和低温模式，气候温度超过30℃时，PLC控制器14启动高温模式，控制加压泵16开始工作，制冷剂箱15开始制冷，对供水制冷；气候温度低于10℃时，PLC控制器14启动低温模式，控制加热片开始工作，对供水加热。换热后的水，进入到有控温水箱7中，并与自然水源连接，通过温度传感器12测试温度，温度信号经数模转化器13转换后传递到PLC控制器14中，低温模式下，控制水温25-35℃，高温模式下控制水温0-10℃；再将水经供水水泵6通入灌溉主管道2和灌溉管线5中，实现对种植园地的变温式灌溉。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种猕猴桃种植灌溉装置，包括保水种植筒(1)，灌溉主管道(2)，排水沟(3)和灌溉水温控制系统(4)，其特征在于，所述保水种植筒(1)和灌溉主管道(2)埋于地下，所述灌溉主管道(2)的管壁接通有对称分布的灌溉管线(5)，所述灌溉管线(5)为经络网状，所述保水种植筒(1)分布于灌溉管线(5)的节点，所述保水种植筒(1)之间通过灌溉管线(5)相互连通；所述灌溉主管道(2)连接有供水水泵(6)，所述供水水泵(6)远离灌溉主管道(2)的一侧通过管道连接有控温水箱(7)，所述控温水箱(7)远离供水水泵(6)的一侧通过管道连接有蛇形换热器(8)，所述蛇形换热器(8)的底部设有加热水箱(9)，所述加热水箱(9)的底部通过管道连接有抽水水泵(10)，所述抽水水泵(10)远离蛇形换热器(8)的一侧通过管道连接有排水管(11)，所述排水管(11)与排水沟(3)连接；
所述控温水箱(7)内部设有温度传感器(12)，所述控温水箱(7)的顶部连接有数模转化器(13)和PLC控制器(14)；所述灌溉水温控制系统(4)由控温水箱(7)和蛇形换热器(8)构成；
所述蛇形换热器(8)的侧壁设有制冷剂箱(15)和加压泵(16)，所述蛇形换热器(8)的内部设有蛇形管(17)，所述蛇形管(17)的两端分别通过管道与制冷剂箱(15)和加压泵(16)相连接，所述加压泵(16)通过管道与制冷剂箱(15)相连接；所述蛇形换热器(8)与加热水箱(9)之间通过过滤网相连通，所述加热水箱(9)内设有加热片(18)，
所述供水水泵(6)和排水沟(3)分别位于种植园地的上游和下游，所述排水沟(3)与种植园地连接的土壁上包接有过滤布(19)，
所述保水种植筒(1)的筒壁为双层空腔结构，所述保水种植筒(1)的双层筒壁内填满保水土壤(20)，所述保水种植筒(1)的内层筒壁内填充有种植土壤(21)。
2.根据权利要求1所述的一种猕猴桃种植灌溉装置，其特征在于，所述保水土壤(20)的制备方法包括以下步骤：
S1，将100份聚丙烯酰胺水凝胶粉末，与20-500份土壤粉末充分混合；
S2，浇灌大量的水，手动或机械搅拌，稍稍静置，将水过滤，得到湿土壤；
S3，将湿土壤填充到保水种植筒(1)的筒壁内，稍稍踩压，使其的顶部跟地面平行。
3.根据权利要求1所述的一种猕猴桃种植灌溉装置，其特征在于，所述保水种植筒(1)的双层筒壁均为透气滤网布，所述透气滤网布的材质为聚丙烯酰胺多孔薄膜。
4.根据权利要求1所述的一种猕猴桃种植灌溉装置，其特征在于，所述温度传感器(12)为CWF51热敏温度传感器，所述数模转化器(13)的型号为X96012。
5.根据权利要求1所述的一种猕猴桃种植灌溉装置，其特征在于，所述PLC控制器(14)为国产三菱PLC工控板，采用4路脉冲RS485模拟量，所述PLC控制器(14)采用220V供电电压。
6.根据权利要求1所述的一种猕猴桃种植灌溉装置，其特征在于，所述PLC控制器(14)的脚线连接有无线模块，所述无线模块为FCE-1585型无线信号收发器。
7.根据权利要求1或权利要求5所述的一种猕猴桃种植灌溉装置，其特征在于，所述PLC控制器(14)的芯片引脚线分别与供水水泵(6)，抽水水泵(10)，温度传感器(12)，数模转化器(13)，加压泵(16)和加热片(18)电性连接。
8.根据权利要求1或权利要求5所述的一种猕猴桃种植灌溉装置，其特征在于，所述PLC控制器(14)的控制模式包括高温模式和低温模式，所述高温模式启动的气候温度超过30℃，所述低温模式启动的气候温度低于10℃。
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