CN108781688B - 一种作物无伤根施肥供水方法及其装置 - Google Patents

Abstract

一种作物无伤根施肥供水方法及其装置，其中，该装置包括至少一个部分插入土中的入土管道、用于提供水肥混合液的灌溉系统，以及用于连接入土管道和灌溉系统的连接系统，所述入土管道内填充有吸水材料，所述入土管道包括呈第一夹角α连接的第一管道和第二管道，所述第一夹角α大于等于120度小于等于135度，所述第一管道的下端管口是封闭的，在所述第一管道的管身设有至少一个通孔，所述第一管道插入土中且通孔位于土中，所述第一管道与土平面之间呈第二夹角β，所述第二夹角β为大于等于30度小于等于45度，所述第一管道的入土部分的长度L与施肥的垂直入土深度H之间的关系为:L＝H/sinβ。本发明具有水肥能够进入土体内部的、能够有效提高水肥利用率的、减少作物伤根和土传病菌感染的机会的优点。

Description

一种作物无伤根施肥供水方法及其装置

技术领域

本发明涉及作物无伤根施肥灌溉领域,尤其是一种作物无伤根施肥供水方法及其装置。

背景技术

常用的施肥方法可分为撒施、沟施和穴施。撒施是指将肥料均匀撒于田面或撒后耕作的旋肥方法，沟施是指在行间靠近作物的根开沟，把肥料施在沟里，然后覆土；也叫条施；穴施是指先将基肥放入按行距和株距挖的坑内，再将追肥施在离作物根两三寸远的地方挖的小坑内；其中，撒施在水分不足的条件下易导致肥料失效(氮素挥发和养分固定)，传统的这三种常用施肥的方法存在着养分利用率低，肥料施在较干的表土层易引起的挥发损失、溶解慢，最终肥效发挥慢的问题。为了解决现有的灌溉施肥的上述问题，人们研究出了水肥一体化施肥系统，水肥一体化施肥系统是将灌溉与施肥融为一体的农业新技术。水肥一体化是借助压力系统(或地形自然落差)，将可溶性固体或液体肥料，按土壤养分含量和作物种类的需肥规律和特点，配兑成的肥液与灌溉水一起，该技术通过可控管道系统供水、供肥，使水肥相融后，通过管道和滴头形成滴灌、均匀、定时、定量，浸润作物根系发育生长区域，使主要根系土壤始终保持疏松和适宜的含水量，同时根据不同的作物的需肥特点，土壤环境和养分含量状况进行水肥一体化施加。

但是，近10年发展的水肥一体化施肥系统喷滴的水分都不容易渗入土壤中，而是直接形成小水流流失或停留在土表蒸发，造成水分损失和养分损失。通过管道施用的肥料溶液由于上述原因只留在土壤表层，在土壤表层水分较高时养分可刺激根系生长，但水分蒸发后根系会由于缺乏水分和肥料浓度的提高造成伤根。沟施和穴施更容易造成伤根，在香蕉、瓜类蔬菜和茄果类蔬菜等易感染土传病害的作物进行沟施和穴施作业时无疑会大大增加根系感染土传病菌的机会，造成大幅度减产和实收，因此，如何把水肥均匀地驶入土体内部，有效提高水肥的利用率，是目前减少作物伤根和土传病菌感染的机会，实现增收增产的关键。

发明内容

为了克服上述问题，本发明向社会提供一种水肥能够进入土体内部的、能够有效提高水肥利用率的、减少作物伤根和土传病菌感染的机会的作物无伤根施肥供水装置。

本发明还提供一种水肥能够进入土体内部的、能够有效提高水肥利用率的、减少作物伤根和土传病菌感染的机会的作物无伤根施肥供水方法。

本发明的技术方案是：提供一种作物无伤根施肥供水装置，包括至少一个部分插入土中的入土管道、用于提供水肥混合液的灌溉系统，以及用于连接入土管道和灌溉系统的连接系统，所述入土管道内填充有吸水材料，所述入土管道包括呈第一夹角α连接的第一管道和第二管道，所述第一夹角α大于等于120度小于等于135度，所述第一管道的下端管口是封闭的，在所述第一管道的管身设有至少一个通孔，所述第一管道插入土中且通孔位于土中，所述第一管道与土平面之间呈第二夹角β，所述第二夹角β为大于等于30度小于等于45度，所述第一管道的入土部分的长度L与施肥的垂直入土深度H之间的关系为:L＝H/sinβ。

作为对本发明的改进，所述通孔的孔径为大于等于0.5mm，小于等于2mm。

作为对本发明的改进，所述吸水材料是海绵或碎布。

作为对本发明的改进，所述入土管道的材质是硬质塑料或者金属。

作为对本发明的改进，所述连接系统是软管，所述连接系统的一端与灌溉系统的出水口连接，另一端与入土管道的第二管道的上端口连接。

作为对本发明的改进，所述灌溉系统包括供肥单元、供水单元、水肥混合单元，以及连接管，所述供肥单元、供水单元分别通过连接管与所述水肥混合单元连通，所述灌溉系统通过第三管道输出水肥混合液，所述第三管道设有出水口。

本发明还提供一种作物无伤根施肥供水方法，根据作物的生长期，作物根系的生长深度确定施肥的垂直入土深度H；

提供一入土管道，所述入土管道内填充有吸水材料，所述入土管道设置成包括呈第一夹角α连接的第一管道和第二管道，所述第一管道的入土部分的长度L与施肥的垂直入土深度H之间的关系为:L＝H/sinβ，使所述第一夹角α大于等于120度小于等于135度；

所述第一管道的下端管口是封闭的，所述第一管道的管身至少有一个通孔；

将所述入土管道的第一管道插入土中且通孔位于土中，第一管道与土平面之间呈第二夹角β，使所述第二夹角β大于等于30度小于等于45度；

提供一灌溉系统，该灌溉系统用于提供水肥混合液；

提供一连接系统，该连接系统用于连接入土管道和灌溉系统。

作为对本发明的改进，所述通孔的孔径为大于等于0.5mm，小于等于2mm。

作为对本发明的改进，所述吸水材料是海绵或碎布。

作为对本发明的改进，所述入土管道的材质是硬质塑料或者金属。

本发明由于包括至少一个部分插入土中的入土管道、用于提供水肥混合液的灌溉系统，以及用于连接入土管道和灌溉系统的连接系统，所述入土管道内填充有吸水材料，所述入土管道包括呈第一夹角α连接的第一管道和第二管道，所述第一夹角α大于等于120度小于等于135度，所述第一管道的下端管口是封闭的，在所述第一管道的管身设有至少一个通孔，所述第一管道插入土中且通孔位于土中，所述第一管道与土平面之间呈第二夹角β，所述第二夹角β为大于等于30度小于等于45度，所述第一管道的入土部分的长度L与施肥的垂直入土深度H之间的关系为:L＝H/sinβ。本发明中，是将混合后的水肥通过入土管道引入到土壤中，相对于现有技术中的直接形成小水流流失或停留在土表蒸发的水肥一体灌溉方式，本发明能够有效利用水分和养分，减少了水分和养分的流失。并且，发明的方式水分较难蒸发，水分的保存使得养分可刺激根系生长，并且不至于出现由于缺乏水分和肥料浓度的提高而造成的伤根现象，而且还有利于提高养分和水分的利用率，有利于作物的生长和养分吸收。因此，本发明具有水肥能够进入土体内部的、能够有效提高水肥利用率的、减少作物伤根和土传病菌感染的机会的优点。

附图说明

图1是本发明一种实施方式的平面结构示意图。

图2是图1中的入土管道插入土中时的平面结构示意图。

图3是图1中的入土管道插入土中时的另外一种方式的平面结构示意图。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语中“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“相连”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”、“若干”的含义是两个或两个以上。

如图1至图2所示，图1至图2揭示的是作物无伤根施肥供水装置的一种实施方式，一种作物无伤根施肥供水装置，包括至少一个部分插入土中的入土管道1、用于提供水肥混合液的灌溉系统2，以及用于连接入土管道1和灌溉系统2的连接系统3，本实施例中，如图1所示，所述入土管道1有四个(当然，也可以根据需要设置入土管道1的数量)，所述入土管道1内填充有吸水材料10，所述填充材料10起到缓冲水流的作用，同时还防止入土管道10吸入泥土，所述入土管道1包括呈第一夹角α连接的第一管道11和第二管道12，所述第一夹角α为大于等于120度小于等于135度，所述第一管道11的下端管口111是封闭的，本实施例中，优选的，还将所述第一管道11的下端管口111设置成尖状，以利于所述第一管道11插入土中，在所述第一管道11的管身设有至少一个通孔110，所述第一管道11插入土中且通孔110位于土中，所述第一管道11与土平面之间呈第二夹角β，所述第二夹角β为大于等于30度小于等于45度，所述第一管道11的入土部分的长度L与施肥的垂直入土深度H之间的关系为:L＝H/sinβ，本实施例中，所述通孔110有三个，相邻两个通孔110之间的距离为L/5，本实施例中，三个所述通孔110都位于土中；本发明在使用时，将所述如图管道1通过连接系统3与灌溉系统2连接起来，确定需要施水肥的作物的生长期，根据作物根系的生长深度确定施肥的垂直入土深度H，然后根据所述第一管道11的入土部分的长度L与施肥的垂直入土深度H之间的关系为:L＝H/sinβ，计算出所述入土管道1的第一管道11需插入土的入土部分的长度L，并根据所述第一管道11与土平面之间呈第二夹角β的大小，将第一管道11插入土中，然后开启灌溉系统2，本发明中，所述灌溉系统2包括供肥单元21、供水单元22、水肥混合单元23，以及连接管24，所述供肥单元21、供水单元22分别通过连接管24与所述水肥混合单元23连通，所述第三管道25设有出水口20，所述灌溉系统2通过出水口20将混合后的水肥输出到连接系统3，最后经过连接系统3进入到所述入土管道1，并由入土管道1的第二管道12流至第一管道11，并从第一管道11的通孔110流出，从而将水肥灌溉到土中；本发明的装置，是将混合后的水肥引入到土壤中，相对于现有技术中的直接形成小水流流失或停留在土表蒸发的水肥一体灌溉方式，本发明能够有效利用水分和养分，减少了水分和养分的流失。并且，本发明中，由于水肥是渗入到土壤内，在土壤内能够保持水分的充足，相对于土表，较难蒸发，水分的保存使得养分可刺激根系生长，并且不至于出现由于水分蒸发导致肥料浓度局部提高造成的伤根现象，而且还有利于提高养分和水分的利用率，有利于作物的生长和养分吸收，本发明有利于减少作物伤根和土传病菌感染的机会，实现增收增产。

本发明中，优选的，所述通孔110的孔径为大于等于0.5mm，小于等于2mm，如此设置的目的是在这个孔径范围内的通孔110的大小最适合，不至于因孔径过大，而造成水流过大，破坏作物，也不至于因为孔径过小，影响灌溉效率。

本发明中，优选的，所述吸水材料10是海绵或碎布，如此的优点在于，海绵或者碎布的吸水性较好，能够达到缓冲水流的作用，并且可以调节水肥的灌溉量。

本发明中，优选的，所述入土管道1的材质是硬质塑料或者金属。

本发明中，优选的，所述连接系统3是软管，所述连接系统3的一端与灌溉系统2的出水口20连接，另一端与入土管道1的第二管道12的上端口120连接；本发明中，优选的，所述第二管道12与土平面之间基本垂直。

本发明中，所述入土管道1还包括另外一种插入土中的方式，如图3所示，所述入土管道1中的第一管道11全部插入土中，所述第一管道11插入土中的入土部分的长度L的大小由施肥的垂直入土深度H决定，而施肥的垂直入土深度H则由作物的生长期，作物根系的生长深度决定，如此，不同的作物，或者同一作物不同的生长期，其根系的生长深度都不同，那入土管道1的第一管道11插入土中的入土部分的长度L也就不一样，但是必须始终保证通孔110均插入了土壤中，因此，本发明可以应用于各种不同生长期的作物的水肥的灌溉，同时，本发明中，还可以根据不同的作物，制备不同尺寸入土管道1，当对于根系较深的作物时，则应换用第一管道11插入土中的入土部分的长度L较长的入土管道1，如此，本发明使用起来就更加灵活。

本发明还一种作物无伤根施肥供水方法，根据作物的生长期，作物根系的生长深度确定施肥的垂直入土深度H；

提供一入土管道1，所述入土管道1内填充有吸水材料10，所述入土管道1设置成包括呈第一夹角α连接的第一管道11和第二管道12，使所述第一夹角α大于等于120度小于等于135度；

所述第一管道11的下端管口是封闭的，所述第一管道11的管身至少有一个通孔110；

将所述入土管道1的第一管道11插入土中且通孔110位于土中，第一管道11与土平面之间呈第二夹角β，使所述第二夹角β大于等于30度小于等于45度，所述第一管道11的入土部分的长度L与施肥的垂直入土深度H之间的关系为:L＝H/sinβ；

提供一灌溉系统2，该灌溉系统2用于提供水肥混合液；

提供一连接系统3，该连接系统用于连接入土管道1和灌溉系统2。

本发明中，优选的，所述通孔110的孔径为大于等于0.5mm，小于等于2mm。

本发明中，优选的，所述吸水材料10是海绵或碎布。

本发明中，优选的，所述入土管道1的材质是硬质塑料或者金属。

Claims (9)

1.一种作物无伤根施肥供水装置，其特征在于：包括至少一个部分插入土中的入土管道(1)、用于提供水肥混合液的灌溉系统(2)，以及用于连接入土管道(1)和灌溉系统(2)的连接系统(3)，所述入土管道(1)内填充有吸水材料(10)，所述入土管道(1)包括呈第一夹角α连接的第一管道(11)和第二管道(12)，所述第一夹角α大于等于120度小于等于135度，所述第一管道(11)的下端管口是封闭的，在所述第一管道(11)的管身设有至少一个通孔(110)，所述第一管道(11)插入土中且通孔(110)位于土中，所述第一管道(11)与土平面之间呈第二夹角β，所述第二夹角β为大于等于30度小于等于45度，所述第一管道(11)的入土部分的长度L与施肥的垂直入土深度H之间的关系为:L＝H/sinβ；所述通孔(110)的孔径为大于等于0.5mm，小于等于2mm。

2.根据权利要求1所述的作物无伤根施肥供水装置，其特征在于：所述吸水材料(10)是海绵或碎布。

3.根据权利要求1或2所述的作物无伤根施肥供水装置，其特征在于：所述入土管道(1)的材质是硬质塑料或者金属。

4.根据权利要求1或2所述的作物无伤根施肥供水装置，其特征在于：所述连接系统(3)是软管，所述连接系统(3)的一端与灌溉系统(2)的出水口(20)连接，另一端与入土管道(1)的第二管道(12)的上端口(120)连接。

5.根据权利要求1或2所述的作物无伤根施肥供水装置，其特征在于：所述灌溉系统(2)包括供肥单元(21)、供水单元(22)、水肥混合单元(23)，以及连接管(24)，所述供肥单元(21)、供水单元(22)分别通过连接管(24)与所述水肥混合单元(23)连通，所述灌溉系统(2)通过第三管道(25)输出水肥混合液，所述第三管道(25)设有若干出水口(20)。

6.一种作物无伤根施肥供水方法，其特征在于：

根据作物的生长期，作物根系的生长深度确定施肥的垂直入土深度H；

提供一入土管道(1)，所述入土管道(1)内填充有吸水材料(10)，所述入土管道(1)设置成包括呈第一夹角α连接的第一管道(11)和第二管道(12)，使所述第一夹角α大于等于120度小于等于135度；

所述第一管道(11)的下端管口是封闭的，所述第一管道(11)的管身至少有一个通孔(110)；

将所述入土管道(1)的第一管道(11)插入土中且通孔(110)位于土中，第一管道(11)与土平面之间呈第二夹角β，使所述第二夹角β大于等于30度小于等于45度，所述第一管道(11)的入土部分的长度L与施肥的垂直入土深度H之间的关系为:L＝H/sinβ；

提供一灌溉系统(2)，该灌溉系统(2)用于提供水肥混合液；

提供一连接系统(3)，该连接系统用于连接入土管道(1)和灌溉系统(2)。

7.根据权利要求6所述的作物无伤根施肥供水的方法，其特征在于：所述通孔(110)的孔径为大于等于0.5mm，小于等于2mm。

8.根据权利要求6所述的作物无伤根施肥供水的方法，其特征在于：所述吸水材料(10)是海绵或碎布。

9.根据权利要求6所述的作物无伤根施肥供水的方法，其特征在于：所述入土管道(1)的材质是硬质塑料或者金属。

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