CN108848849A - 一种实现水肥气一体化用于温室地下滴灌的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实现水肥气一体化用于温室地下滴灌的方法，基于一种用于温室地下滴灌的水肥气一体化系统进行的，可连续不间断的对温室农作物进行整个生长期间内的各种营养元素的充足及时供应，保证了温室内农作物根区土壤有充足的水、肥、氧气，而使农作物茁壮成长，同时该方法更加节水和节能，且人员参与度小，自动化程度高。本发明的方法对于温室内的农作物进行节水、节肥、节约人力的进行灌溉，实现温室中农作物的优质、高产。

Description

一种实现水肥气一体化用于温室地下滴灌的方法

技术领域

本发明涉及农业灌溉技术领域，尤其是涉及一种实现水肥气一体化用于温室地下滴灌的方法。

背景技术

水、肥、气、热是农作物在生长发育过程中不可缺少的因素，它们各自对植物生育起着特定的作用，是同等重要、不可替代的。它们之间又并非孤立，而是相互联系，相互制约的。农作物根区土壤适宜的气体含量及组分对农作物生长极为重要，根区缺氧会减弱根系的呼吸作用，影响水分和营养物质的运送，抑制农作物生长。因此，改善农作物根区土壤气体环境对农作物的生长显得至关重要。加气灌溉作为一种新型的高效灌溉技术，能够解决的根系缺氧问题，改善根区土壤环境，实现根域土壤环境的优化，为根系的有氧呼吸提供足够的氧气，促进植株生长发育，提高农作物的产量和品质，还能改良土壤，提高土地生产力，此项技术将为未来节水灌溉的发展提供可靠有力的技术支持，这对于更进一步推动节水农业技术的发展有着重要的意义。

随着滴灌技术的日臻完善和大面积推广应用，利用滴灌系统可实现一体化的向植物根区输送水、肥、药、气、热，也为作物根区土壤通气提供了新的方法。这种封闭的管网灌溉模式使得气体和水通过灌溉运送至农作物根区，以改善根部土壤水气环境，这是滴灌技术集成化发展趋势的体现。

温室是在自然条件下不宜生长农作物的时候，能提供热量，改变温室内农作物生育期和增加产量，多用于低温季节喜温蔬菜，花卉等农作物的栽培等，目前温室中的水肥气一体化滴灌技术存在为间歇式灌溉和灌溉管网呈分支状，由于存在压力差的问题，对需要灌溉的农作物来说，某些农作物灌溉的水肥气多，而另一些农作物灌溉的水肥气少，由于灌溉管网铺设后基本在整个农作物生长期内基本不会改变，因此对部分农作物来说，水肥气过量，生长旺盛，另一些农作物还不足。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种实现水肥气一体化用于温室地下滴灌的方法，可连续不间断的对温室农作物进行整个生长期间内的各种营养元素的充足及时供应，保证了温室内农作物根区土壤有充足的水、肥、氧气，而使农作物茁壮成长，同时该方法更加节水和节能，且人员参与度小，自动化程度高。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种实现水肥气一体化用于温室地下滴灌的方法，步骤如下：

S1、根据温室内农作物的种类埋设不同深度的地下滴灌管网，为了保证滴灌管网各个支管的水压平衡，滴灌管网的主管为环状管。

S2、从温室的水源用水泵抽水，由于地下滴灌管网的毛管灌水器孔径小，因此需要对水泵抽出的水进行过滤，去除水中的固体杂质，防止堵塞滴灌滴灌管网中灌水器，过滤采用的过滤器为旋流式水砂分离器和筛网式过滤器组合过滤方式。

S3，经过过滤的水流入清水罐中，清水罐中的水，一方面提供滴灌用水，另一方面提供化肥溶解和稀释用水，同时也是承载纳米微气泡的载体，清水罐为无塔压力罐，清水罐内的水达到一定量时，水位传感器发出信号，水泵停止抽水。

S4、取清水罐中的水分别进入化肥溶解罐和液体肥料稀释罐，根据取水量确定化肥的投入量和液体肥料的投入量，化肥溶解罐和液体肥料稀释罐中设置有搅拌器，能使化肥和液体肥料快速溶解或稀释均匀，配置不同的肥液；此步骤中，化肥和液体肥料事先储存在容器中，容器下部有称重式投料装置，称重式投料装置与化肥溶解罐和液体肥料稀释罐连接，使投入的化肥或液体肥料能直接进入化肥溶解罐和液体肥料稀释罐中；从清水罐中取水量由水位传感器确定，所述化肥溶解罐通往水肥气混合罐的管道上设置有后过滤器，用于过滤未完全溶解的化肥和化肥中含的固体杂质，所述后过滤器为筛网式过滤器。

S5、根据滴灌管网的滴灌出水量和农作物的化肥需求量，在清水罐、化肥溶解罐、液体肥料稀释罐通往水肥气混合罐的管道上设置有液体计量泵，用于精确控制进入水肥气混合罐中的肥料量，防止过度施肥或施肥不足，水肥气混合罐位于温室内比地面高1米以上的位置。

S6、微纳米气泡发生器与水肥气混合罐相连，产生的微纳米气泡直接溶入在水肥溶液中，同时对水肥进行进一步的混合均匀。

S7、水肥气混合罐内的混合均匀的水肥气溶液通过水肥气混合罐与滴灌管网连接的水管进入滴灌管网中，依靠水肥气溶液的重力势能对农作物进行滴灌灌溉。

S8、当水肥气混合罐内的水肥气溶液不足时，水肥气混合罐内的水位传感器发出信号，液体计量泵启动对水肥气混合罐进行补充水、补充肥料溶液，同时微纳米气泡发生器启动，对水肥溶液进行加气混合作业，保证水肥气混合罐内水肥气溶液充足而使滴灌连续进行。

本发明的方法对于温室内的农作物进行节水、节肥、节约人力的进行灌溉，实现温室中农作物的优质、高产。

本发明的一种实现水肥气一体化用于温室地下滴灌的方法基于一种用于温室地下滴灌的水肥气一体化系统进行的，包括水源、水泵、前过滤器，后过滤器、清水罐、化肥储存装置、化肥溶解罐、液体肥料储存装置、液体肥料稀释罐、水肥气混合罐、微纳米气泡发生装置、滴灌管网，其特征在于：用所述水泵抽取所述水源中的水进入所述前过滤器中，将水中的固体杂质进行过滤后流入所述清水罐中储存，所述清水罐有水管连接所述化肥溶解罐和所述液体肥料稀释罐，所述化肥溶解罐上设置有所述化肥储存装置，所述化肥溶解罐和所述液体肥料稀释罐及所述清水罐有水管通往所述水肥气混合罐，所述化肥溶解罐通往所述水肥气混合罐的管道上设置有后过滤器，所述水肥气混合罐处于比温室地面高1米以上的位置，所述微纳米气泡发生装置与所述水肥气混合罐相连，所述水肥气混合罐底部有水管与所述滴灌管网连接，所述滴灌管网为地下滴灌管网，所述滴灌管网的主管为环状管，以保证所述滴灌管网各个支管的水压平衡，保证每个滴灌头出水量一致，防止滴灌管网开始部位水压高，滴灌水量大，滴灌管网末端水压低，滴灌水量小，滴灌不均匀现象的发生。

进一步的，所述前过滤器为旋流式水砂分离器和筛网式过滤器组合装置。

进一步的，所述后过滤器为筛网式过滤器。

进一步的，所述清水罐为无塔压力罐。

进一步的，所述化肥溶解罐和所述液体肥料稀释罐里面设置有搅拌装置，使化肥和液体肥料快速溶解和稀释并使溶液均匀。

进一步的，所述化肥储存装置与所述化肥溶解罐相连接的部位设置有称重式投料装置，所述液体肥料储存装置与所述液体肥料稀释罐相连接的部位设置有称重式投料装置，能够定量的加入化肥和液体肥料。

进一步的，所述化肥溶解罐和所述液体肥料稀释罐及所述清水罐内部设置有水位传感器。

进一步的，所述化肥溶解罐和所述液体肥料稀释罐及所述清水罐通往所述水肥气混合罐的水管上均装有液体计量泵，便于精确控制滴灌用水肥的精确用量。

进一步的，所述水泵、水位传感器、所述称重式投料装置和所述液体计量泵均与PLC控制柜相连接，所述PLC控制柜中的PLC控制器可设定上述装置的工作参数。

进一步的，所述化肥储存装置和所述化肥溶解罐与所述液体肥料储存装置和所述液体肥料稀释罐至少各有一个，用于溶解和稀释不同种类的肥料。

进一步的，所述滴灌管网至少有一个，当所述滴灌管网有两个或两个以上时，每种农作物有各自的滴灌管网。

进一步的，所述水肥气混合罐有多个，当所述水肥气混合罐有两个或两个以上时，能同时混合不同种类的水肥，以适应不同的农作物或不同生长阶段对不同肥料的需求，每个水肥气混合罐通过水管分支连接各个的滴灌管网，水管分支上设置有阀门，防止不同肥料同时滴灌给农作物而带来的不利影响。

本发明的一种实现水肥气一体化用于温室地下滴灌的方法，能够实现温室内不同农作物对水肥气的不同需求，且由于水肥气混合罐高于温室地面1米以上，在重力作用下，即可对温室内农作物进行滴灌，并能持续不断，保证了农作物的水肥气的需求，使温室内的农作物生长良好。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明一种实现水肥气一体化用于温室地下滴灌的方法，与传统的滴灌方法相比，由于滴灌管网为环状管，保证滴灌管网各个部位的水压平衡，防止滴灌管网开始部位水压高，滴灌水量大，滴灌管网末端水压低，滴灌水量小，滴灌不均匀现象的发生，不需要添加额外的压力补偿设备。

2、本发明一种实现水肥气一体化用于温室地下滴灌的方法，不同肥料配置不同储存装置和化肥溶解罐或液体肥料稀释罐的方法，能够精确控制肥料用量，完全满足不同农作物或不同生长期对不同的肥料的需求。

3、本发明一种实现水肥气一体化用于温室地下滴灌的方法，除抽水外，其他时候完全靠重力进行滴灌，有效的节约了能源。

4、本发明一种实现水肥气一体化用于温室地下滴灌的方法，采用重力滴灌方式，对温室内农作物进行整个生长期内的连续不断的滴灌，避免了间断灌溉造农作物的有充足水分到缺水到有充足水分再到缺水的来回循环不利于生长的状况的发生。

5、本发明一种实现水肥气一体化用于温室地下滴灌的方法，可对单个温室内的农作物进行滴灌，也可对多个温室进行滴灌，适应性广泛。

6、本发明一种实现水肥气一体化用于温室地下滴灌的方法，通过对PLC控柜的调整，可实现对农作物的单一水、水气、单一水肥、复合水肥、水肥气多种状态的滴灌，以符合农作物的生长需求。

7、本发明一种实现水肥气一体化用于温室地下滴灌的方法，在整个农作物生长周期内，只需要对PLC控制柜进行一次设定，即可实现农作物的自动灌溉、施肥、加气。

附图说明

图1为本发明所用设备连接示意图。

图2为本发明所用地下滴灌管网示意图。

图3位本发明所用控制系统连接示意图。

图中，水源1，水泵2，前过滤器3，清水罐4，化肥储存装置5，化肥溶解罐6，液体肥料储存装置7，液体肥料稀释罐8，水肥气混合罐9，纳米气泡发生装置10，滴灌管网11，主管11a，支管11b，滴灌头11c，称重式投料装置12，液体计量泵13，后过滤器14。

具体实施方式

为了更好的理解与实施，下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。所举实施例只用于解释本发明，并非用于对本发明范围的限制。

如图1和图2所示，一种用于温室地下滴灌的水肥气一体化系统，包括水源1、水泵2、前过滤器3，清水罐4、化肥储存装置5、化肥溶解罐6、液体肥料储存装置7、液体肥料稀释罐8、水肥气混合罐9、微纳米气泡发生装置10、滴灌管网11，后过滤器14，其特征在于：用所述水泵2抽取所述水源1中的水进入所述前过滤器3中，所述前过滤器3为旋流式水砂分离器和筛网式过滤器组合装置，将水中的固体杂质进行过滤后流入所述清水罐中4储存，所述清水罐4为无塔压力罐，所述清水罐4有水管连接所述化肥溶解罐6和所述液体肥料稀释罐8，所述化肥溶解罐6上设置有所述化肥储存装置5，所述化肥溶解罐6和所述液体肥料稀释罐8及所述清水罐4有水管通往所述水肥气混合罐9，所述化肥溶解罐通往所述水肥气混合罐的管道上设置有后过滤器14，所述后过滤器14位筛网式过滤器，用于过滤未溶解的化肥和化肥中的固体杂质，所述水肥气混合罐9处于比温室地面高1米以上的位置，所述微纳米气泡发生装置10与水肥气混合罐9相连，所述水肥气混合罐9底部有水管与所述滴灌管网11连接，所述滴灌管网11为地下滴灌管网，所述滴灌管网的主管为环状管11a，以保证所述滴灌管网各个支管11b的水压平衡，保证每个滴灌头11c出水量一致，防止滴灌管网开始部位水压高，滴灌水量大，滴灌管网末端水压低，滴灌水量小，滴灌不均匀现象的发生。所述化肥溶解罐6和所述液体肥料稀释罐8里面设置有搅拌装置，使化肥和液体肥料快速溶解和稀释并使溶液均匀，所述化肥储存装置5与所述化肥溶解罐6相连接的部位设置有称重式投料装置12，所述液体肥料稀释罐8与所述液体肥料储存装置7相连接的部位设置有称重式投料装置12，能够定量的加入化肥和液体肥料，所述化肥溶解罐6和所述液体肥料稀释罐8及所述清水罐4内部设置有水位传感器，所述化肥溶解,6和所述液体肥料稀释罐8及所述清水罐4通往所述水肥气混合罐9的水管上均装有液体计量泵13，便于精确控制滴灌用水肥的精确用量。

如图3所示，所述水泵2、水位传感器、所述称重式投料装置12和所述液体计量泵13均与PLC控制柜相连接，PLC控制柜中的PLC控制器可设定上述装置的工作参数。

本发明的所述的一种实现水肥气一体化用于温室地下滴灌的方法，基于上述系统，其步骤为：

S1、根据温室内农作物的种类埋设不同深度的地下所述滴灌管网11，为了保证所述滴灌管网11各个支管的水压平衡，所述滴灌管网11的主管为环状管。

S2、从温室的所述水源1用所述水泵2抽水，由于地下所述滴灌管网11的毛管灌水器孔径小，因此需要对所述水泵2抽出的水进行过滤，去除水中的固体杂质，防止堵塞所述滴灌管网11中灌水器，过滤采用所述前过滤器3为旋流式水砂分离器和筛网式过滤器组合过滤方式。

S3，经过过滤的水流入所述清水罐4中，所述清水罐中4的水，一方面提供滴灌用水，另一方面提供化肥溶解和稀释用水，同时也是承载纳米微气泡的载体，所述清水罐4为无塔压力罐，所述清水罐4内的水达到一定量时，水位传感器发出信号，所述水泵2停止抽水。

S4、取所述清水罐4中的水分别进入所述化肥溶解罐6和所述液体肥料稀释罐8，根据取水量确定化肥的投入量和液体肥料的投入量，所述化肥溶解罐6和所述液体肥料稀释罐8中设置有搅拌器，能使化肥和液体肥料快速溶解或稀释均匀，配置不同的肥液；此步骤中，化肥和液体肥料事先储存在容器中，容器下部有所述称重式投料装置12，所述称重式投料装置12与所述化肥溶解罐6和所述液体肥料稀释罐8连接，使投入的化肥或液体肥料能直接进入所述化肥溶解罐6和所述液体肥料稀释罐8中；从所述清水罐4中取水量由水位传感器确定，所述化肥溶解罐6通往水肥气混合罐9的管道上设置有后过滤器14，用于过滤未完全溶解的化肥和化肥中含的固体杂质，所述后过滤器14为筛网式过滤器。

S5、根据所述滴灌管网11的滴灌出水量和农作物的化肥需求量，在所述清水罐4、所述化肥溶解罐6、所述液体肥料稀释罐8通往所述水肥气混合罐9的管道上设置有所述液体计量泵13，用于精确控制进入水肥气混合罐中的肥料量，防止过度施肥或施肥不足，所述水肥气混合罐9位于温室内比地面高1米以上的位置。

S6、所述微纳米气泡发生器10与所述水肥气混合罐9相连，产生的微纳米气泡直接溶入在水肥溶液中，同时对水肥进行进一步的混合均匀。

S7、所述水肥气混合罐9内的混合均匀的水肥气溶液通过所述水肥气混合罐9与所述滴灌管网11连接的水管进入所述滴灌管网11中，依靠水肥气溶液的重力势能对农作物进行滴灌灌溉。

S8、当所述水肥气混合罐9内的水肥气溶液不足使，所述水肥气混合罐9内的水位传感器发出信号，所述液体计量泵13启动对所述水肥气混合罐9进行补充水、补充肥料溶液，同时所述微纳米气泡发生器10启动，对水肥溶液进行加气混合作业，保证所述水肥气混合罐内9水肥气溶液充足而使滴灌连续进行。

本发明的方法对于温室内的农作物进行节水、节肥、节约人力的进行灌溉，实现温室中农作物的优质、高产。

本发明的一种实现水肥气一体化用于温室地下滴灌的方法，能够实现温室内不同农作物对水肥气的不同需求，且由于水肥气混合罐高于温室地面，在重力作用下，即可对温室内农作物进行滴灌，并能持续不断，保证了农作物的水肥气的需求，使温室内的农作物生长良好。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种实现水肥气一体化用于温室地下滴灌的方法，其特征在于步骤如下：

S1、根据温室内农作物的种类埋设不同深度的地下滴灌管网，为了保证滴灌管网各个支管的水压平衡，滴灌管网的主管为环状管；

S2、从温室的水源用水泵抽水，由于地下滴灌管网的毛管灌水器孔径小，因此需要对水泵抽出的水进行过滤，去除水中的固体杂质，防止堵塞滴灌滴灌管网中灌水器，过滤采用的前过滤器为旋流式水砂分离器和筛网式过滤器组合过滤方式；

S3，经过过滤的水流入清水罐中，清水罐中的水，一方面提供滴灌用水，另一方面提供化肥溶解和稀释用水，同时也是承载纳米微气泡的载体，清水罐为无塔压力罐，清水罐内的水达到一定量时，水位传感器发出信号，水泵停止抽水；

S4、取清水罐中的水分别进入化肥溶解罐和液体肥料稀释罐，根据取水量确定化肥的投入量和液体肥料的投入量，化肥溶解罐和液体肥料稀释罐中设置有搅拌器，能使化肥和液体肥料快速溶解或稀释均匀，配置不同的肥液；此步骤中，化肥和液体肥料事先储存在容器中，容器下部有称重式投料装置，称重式投料装置与化肥溶解罐和液体肥料稀释罐连接，使投入的化肥或液体肥料能直接进入化肥溶解罐和液体肥料稀释罐中；从清水罐中取水量由水位传感器确定，所述化肥溶解罐通往水肥气混合罐的管道上设置有后过滤器，用于过滤未完全溶解的化肥和化肥中含的固体杂质，所述后过滤器为筛网式过滤器；

S5、根据滴灌管网的滴灌出水量和农作物的化肥需求量，在清水罐、化肥溶解罐、液体肥料稀释罐通往水肥气混合罐的管道上设置有液体计量泵，用于精确控制进入水肥气混合罐中的肥料量，防止过度施肥或施肥不足，水肥气混合罐位于温室内比地面高1米以上的位置；

S6、微纳米气泡发生器与水肥气混合罐相连，产生的微纳米气泡直接溶入在水肥溶液中，同时对水肥进行进一步的混合均匀；

S7、水肥气混合罐内的混合均匀的水肥气溶液通过水肥气混合罐与滴灌管网连接的水管进入滴灌管网中，依靠水肥气溶液的重力势能对农作物进行滴灌灌溉；

S8、当水肥气混合罐内的水肥气溶液不足使，水肥气混合罐内的水位传感器发出信号，液体计量泵启动对水肥气混合罐进行补充水、补充肥料溶液，同时微纳米气泡发生器启动，对水肥溶液进行加气混合作业，保证水肥气混合罐内水肥气溶液充足而使滴灌连续进行。

2.实现权利要求1所述的一种实现水肥气一体化用于温室地下滴灌的方法，是基于一种用于温室地下滴灌的水肥气一体化系统进行的，其特征在于：所述的水肥气一体化系统包括水源、水泵、前过滤器、后过滤器、清水罐、化肥储存装置、化肥溶解罐、液体肥料储存装置、液体肥料稀释罐、水肥气混合罐、微纳米气泡发生装置、滴灌管网，用所述水泵抽取所述水源中的水进入所述前过滤器中，将水中的固体杂质进行过滤后流入所述清水罐中储存，所述清水罐有水管连接所述化肥溶解罐和所述液体肥料稀释罐，所述化肥溶解罐上设置有所述化肥储存装置，所述化肥溶解罐和所述液体肥料稀释罐及所述清水罐有水管通往所述水肥气混合罐，所述化肥溶解罐通往所述水肥气混合罐的管道上设置有后过滤器，所述水肥气混合罐处于比温室地面高1米以上的位置，所述微纳米气泡发生装置与所述水肥气混合罐相连，所述水肥气混合罐底部有水管与所述滴灌管网连接，所述滴灌管网为地下滴灌管网，所述滴灌管网的主管为环状管。

3.根据权利要求2所述的一种用于温室地下滴灌的水肥气一体化系统，其特征在于：所述前过滤器为旋流式水砂分离器和筛网式过滤器组合装置、所述后过滤器为筛网式过滤器。

4.根据权利要求2或3所述的一种用于温室地下滴灌的水肥气一体化系统，其特征在于：所述清水罐为无塔压力罐。

5.根据权利要求2-5所述的一种用于温室地下滴灌的水肥气一体化系统，其特征在于：所述化肥储存装置与所述化肥溶解罐相连接的部位设置有称重式投料装置，所述液体肥料稀释罐与所述液体肥料储存装置相连接的部位设置有称重式投料装置。

6.根据权利要求2-6所述的一种用于温室地下滴灌的水肥气一体化系统，其特征在于：所述化肥溶解罐和所述液体肥料稀释罐及所述清水罐内部设置有水位传感器。

7.根据权利要求2-7所述的一种用于温室地下滴灌的水肥气一体化系统，其特征在于：所述化肥溶解罐和所述液体肥料稀释罐及所述清水罐通往所述水肥气混合罐的水管上均装有液体计量泵。