CN109287238A - 交替滴灌系统及交替滴灌方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及交替滴灌技术领域，提供交替滴灌系统及交替滴灌方法。其中交替滴灌系统包括设置在作物单元中的任意条供液管道，每个作物单元包括相邻种植的两行作物，供液管道设置在作物单元的相邻两行作物之间；供液管道上设置有滴灌灌水器，包括交叉设置且交替供水的第一滴灌灌水器和第二滴灌灌水器，且滴灌灌水器满足：对于任意一行作物，每相邻两株作物之间均对应设置有滴灌灌水器。本发明的交替滴灌系统，在满足交替灌溉的基础上，由于每个作物单元的两行作物共用供液管道和滴灌灌水器，进而可以简化交替滴灌系统的结构，节省交替滴灌系统的占用空间，并降低交替滴灌系统的制备成本，尤其在作物宽窄行的种植情形下适用，适用性强。

Description

交替滴灌系统及交替滴灌方法

技术领域

本发明涉及交替滴灌技术领域，尤其涉及交替滴灌系统及交替滴灌方法。

背景技术

现有技术中的交替滴灌技术，通常是在每行作物的两侧分别设置供液管道。请参见公开号为CN 205623605 U的专利，其公开了一种基于地下穴贮滴灌技术的控制性交替滴灌系统，请参见图1，在作物1 的两侧设置第一供液管道和第二供液管道。该种情况下，每行作物需要设置至少两条供液管道，进而导致交替滴灌系统结构复杂占用空间较大，难以应用到农业种植中普遍采用的宽窄行种植，且制造成本高。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

本发明的其中一个目的是：提供一种交替滴灌系统，解决现有技术中存在的交替滴灌系统结构复杂占用空间较大且制造成本高的技术问题。

为了实现该目的，本发明提供了一种交替滴灌系统，包括设置在作物单元中的任意条供液管道，每个所述作物单元包括相邻设置的两行作物，所述供液管道设置在所述作物单元的相邻两行所述作物之间；所述供液管道上设置有滴灌灌水器，包括交叉设置且交替供水的第一滴灌灌水器和第二滴灌灌水器，且所述滴灌灌水器满足：对于任意一行所述作物，每相邻两株所述作物之间均对应设置有所述滴灌灌水器。

本发明的技术方案具有以下优点：本发明的交替滴灌系统，在满足交替灌溉的基础上，由于每个作物单元的两行作物共用供液管道和滴灌灌水器，进而可以简化交替滴灌系统的结构，节省交替滴灌系统的占用空间，并降低交替滴灌系统的制备成本，尤其在作物宽窄行的种植情形下适用，适用性强。

根据本发明的一个实施例，所述供液管道到相邻两行所述作物的距离处处相等。

根据本发明的一个实施例，对于任意一行所述作物，所述滴灌灌水器位于相邻两株所述作物连成的线段的垂直平分线上。

根据本发明的一个实施例，对于任意所述作物单元，相邻两行所述作物之间的所述供液管道为两条，分别为第一供液管道和第二供液管道；所述第一供液管道上的第一滴灌灌水器通过第一控制单元控制开闭，所述第二供液管道上的第二滴灌灌水器通过第二控制单元控制开闭。

根据本发明的一个实施例，对于任意所述作物单元，相邻两行所述作物之间的所述供液管道为一条，且所述供液管道上包括交叉设置的第一滴灌灌水器和第二滴灌灌水器，所述第一滴灌灌水器通过第三控制单元控制开闭，所述第二滴灌灌水器通过第四控制单元控制开闭。

根据本发明的一个实施例，所有所述供液管道的入口端均连接过滤器的出口端。

根据本发明的一个实施例，所述交替滴灌系统还包括并联的施肥罐和水源，且所述施肥罐和水源的出口连接所述过滤器的入口端。

根据本发明的一个实施例，所述滴灌灌水器灌溉后土壤的湿润区域的直径为D，每行作物上相邻两株作物之间的间距即株距为L， D≤L，或者D≤1.2L。

本发明的另一个目的是：提供一种交替滴灌方法，包括以下步骤：

将相邻两行作物划分成一个作物单元，在每个作物单元的两行作物之间设置供液管道，供液管道上包括交叉设置的第一滴灌灌水器和第二滴灌灌水器；

交替开启第一滴灌灌水器和第二滴灌灌水器。

根据本发明的一个实施例，其中，“交替开启第一滴灌灌水器和第二滴灌灌水器”包括：

开启第一滴灌灌水器关闭第二滴灌灌水器；

待第二滴灌灌水器对应土壤含水量降低至田间持水量的 60％-80％时，开启第二滴灌灌水器并关闭第一滴灌灌水器；

待第一滴灌灌水器对应土壤含水量降低至田间持水量的 60％-80％时，开启第一滴灌灌水器关闭第二滴灌灌水器，以此往复。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术的控制性交替滴灌系统的结构示意图；

图2是实施例的交替滴灌系统的结构示意图；

图3是施肥罐、水源和过滤器的连接结构示意图；

图4是实施例的交替滴灌系统的结构示意图；

图中：1、作物；2、第一供液管道；3、第一滴灌灌水器；4、第二供液管道；5、第二滴灌灌水器；6、窄行；7、宽行；8、施肥罐； 9、水源；10、过滤器；11、第一控制阀；12、第二控制阀。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系在没有特别说明的情况下，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”、“第三”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“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，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，也可以通过中间媒介间接相连。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中的具体含义。

请参见图2，实施例的交替滴灌系统，包括设置在作物单元中的任意条供液管道，每个所述作物单元包括相邻设置的两行作物1，供液管道设置在所述作物单元的相邻两行作物1之间；供液管道上设置有滴灌灌水器，包括交叉设置且交替开闭的第一滴灌灌水器3和第二滴灌灌水器5，且滴灌灌水器满足：对于任意一行作物1，每相邻两株作物1之间均对应设置有滴灌灌水器。

本实施例的交替滴灌系统，在满足交替灌溉的基础上，由于每个作物单元的两行作物1共用供液管道和滴灌灌水器，进而可以简化交替滴灌系统的结构，节省交替滴灌系统的占用空间，并降低交替滴灌系统的制备成本，尤其在作物宽窄行的种植情形下适用，适用性强。

其中，就各行作物1的每株作物1而言，由于两侧(图2中的左侧和右侧)分别设置有第一滴灌灌水器3和第二滴灌灌水器5，因此只需要控制第一滴灌灌水器3和第二滴灌灌水器5交替开闭，就可以实现作物1的交替滴灌。

其中，滴灌灌水器将滴灌液直接输送到作物1根系附近，高频率实时满足作物1对水分养分的需求，从而达到高产、节水、节肥、省人工的效果。

根据本发明的其中一个实施例，供液管道到相邻两行所述作物1 的距离处处相等，进而可以保证供液管道为两行作物1共用时，供液管道供水的均匀性。

此外，为了保证同行作物1上不同株作物1供水均匀，于任意一行作物1而言，可以将滴灌灌水器设置在相邻两株作物1连成的线段的垂直平分线上。当然，最外侧(也即对应各行作物的头尾两端)的滴灌灌水器自然无此限定。

图2中，作物单元为两个，当然附图不构成对实施例中交替滴灌系统应用的限制，交替滴灌系统可以应用于作物单元为任意个的场合。相应的，根据作物单元数量的不同，相应的调整供液管道的数量。

图2中，在作物单元的相邻两行作物1之间，设置的供液管道为两条，分别为第一供液管道2和第二供液管道4。其中，第一滴灌灌水器3设置在第一供液管道2上，并通过第一控制单元控制第一滴灌灌水器3的开闭；第二滴灌灌水器5设置在第二供液管道4上，并通过第二控制单元控制第二滴灌灌水器5的开闭。

该种情况下，由于交叉设置的第一滴灌灌水器3和第二滴灌灌水器5分别设置在不同的供液管道上，进而可以便于第一滴灌灌水器3和第二滴灌灌水器5的独立控制，以实现系统的交替滴灌。其中，第一滴灌灌水器3和第二滴灌灌水器5既可以包括也可以不包括控制开关。当第一滴灌灌水器3和第二滴灌灌水器5不包括控制开关的时候，则供液管道开启的时候，第一滴灌灌水器3和第二滴灌灌水器5处自然出水。

其中一种情况，第一滴灌灌水器每隔两株植株分布一个。同样的，第二滴灌灌水器也是每隔两株植株分布一个。

滴灌灌水器在某一次灌溉施肥时只打开其中一根供液管道上的滴灌灌水器，关闭另一供液管道上的滴灌灌水器。如打开图2中第一供液管道2上的第一滴灌灌水器3，关掉第二供液管道4上的第二滴灌灌水器5，此时滴灌施肥在作物1行的左侧进行。灌溉侧称为湿润侧，而没有灌溉的一侧称为干燥侧。待干燥侧土壤含水量降低到田间持水量的70％左右(可以取60％-80％之间)时，再进行下一次灌溉。此时，关闭图2中第一供液管道2上的第一滴灌灌水器3，打开第二供液管道4上的第二滴灌灌水器5，从而使得滴灌施肥在作物 1行的右侧进行。当左侧的土壤含水量降低至田间持水量的70％左右时，再进行上述方法的交替对侧灌溉。

尤其当以上交替滴灌系统作用于作物的根区时，按照以上方法进行滴灌，如此作物1两侧根区依次轮流交替滴灌施肥。这种作物1 两侧根区依次轮流交替滴灌施肥的方式称为交替滴灌施肥技术(或分根区交替水肥一体化技术等)。

其中，为了实现第一滴灌灌水器3和第二滴灌灌水器5的独立控制，可以在第一供水管道和第二供水管道上分别设置控水阀门，进而通过控制控水阀门，实现对第一滴灌灌水器3和第二滴灌灌水器5的控制。当然，也可以通过任何现有技术中的方式实现第一滴灌灌水器3和第二滴灌灌水器5的供水控制。

需要说明的是，图2中为了便于区分第一供液管道2和第二供液管道4，因此将第一供液管道2和第二供液管道4之间保留了一定的间距。实际布置过程中，最好尽可能使得第一供液管道2和第二供液管道4位于同一线条上，进而保证两行作物1供水均匀。

当然，对于各作物单元而言，两行作物1之间的供液管道并非一定要设置两条，例如还可以设置一条，也可以设置任意多条。

就供液管道为一条的情况而言，在一条供液管道上交叉设置第一滴灌灌水器3和第二滴灌灌水器5。其中，第一滴灌灌水器3通过第三控制单元控制开闭，第二滴灌灌水器5通过第四控制单元控制开闭。该种情况下，在实现交替灌溉的同时，可以尽量减少所需供液管道的数量，进而进一步使得交替滴灌系统结构简化、成本降低。

同理，当供液管道为一条或者任意多条的时候，也可以结合以上分根区交替滴灌施肥技术。由于分根区交替滴灌施肥技术的应用原理相同，此处不重复描述。

与目前农业生产中传统的滴灌施肥技术相比较，采用以上交替滴灌系统结合以上分根区交替滴灌施肥技术的时候，可以使礼品小西瓜节水30％-40％、节肥(氮磷钾等养分)30％-40％而不减产，甚至于增产，并能够促进品质提高。同样，对于其它种类的作物1，通过实践证明，采用以上交替滴灌系统结合以上分根区交替滴灌施肥技术的时候，也可以获取较好的效果。

将两行作物1之间的任意条供液管道看成一个整体时，则供液管道距离两行作物1的距离最好相等。

本办法适用于黄瓜、番茄、西兰花、花菜、辣椒、茄子、礼品西瓜、四季豆等这些进行宽窄行栽培，或者株行距大致相当的作物栽培，株行距(含等行距栽培、宽窄行栽培的窄行间)以30-120cm 为宜，不适宜于株行距过宽(超过120cm)的作物，如普通西瓜、株型较大的果树等。植株的左侧、右侧相邻两个滴灌灌水器(第一滴灌灌水器、第二滴灌灌水器)滴灌后的土体湿润范围不宜产生过多重叠。或者，当将滴灌灌水器的浇灌区域看成一个近似圆形区域时，则滴灌灌水器浇灌区域的直径以不超过或者略超过株距为标准。值得一提的是，以上滴灌灌水器(包括第一滴灌灌水器3和第二滴灌灌水器5)，除了采用以上提到的控制单元进行控制，还可以采用人工控制的方法。并且，滴灌灌水器水润范围不宜太大，因为滴灌灌水器水润范围若太大则作物1的根系均不处于干燥区域；同时，滴灌灌水器水润范围也不宜太小，因为滴灌灌水器水润范围若太小，则作物绝大部分根系吸水困难，难以满足作物对水分的需求。

并且，以上供液管道可以采用滴灌管的形式，当然也可以采用其它形式的输配水管网。滴灌灌水器可以采用滴头、滴灌带灌水器、滴箭等结构形式。当然，此处举例不构成对供液管道和滴灌灌水器的限制。

请参见图3，供液管道的入口端均连接过滤器10的出口端。灌溉液经过过滤器10的过滤之后，可以防止滴灌灌水器堵塞。当然，此处的供液管道的入口端与过滤器10的出口端之间既可以是直接连接，也可以是通过其它部件间接连接。当供液管道的入口端与过滤器10的出口端之间间接连接时，则在供液管道和过滤器之间还可以设置各种仪表器件等。

请进一步参见图3，施肥罐8和水源9并联，水或者水肥混合液进入过滤器10经过过滤后再进入交替滴灌输配水管网。该种情况下，肥料和水在进入过滤器10之前先混合充分，之后通过供液管道供给作物1，实现水肥一体化。当然，除了将施肥罐8和水源9并联，也可以将施肥罐8设置成旁通的形式，进而只有在需要施肥的时候开启旁通管路上的施肥罐。

其中，过滤器可以过滤掉没有溶解的杂质和水源中包括的杂质，确保不会堵塞滴灌灌水器。并且，值得一提的是，施肥罐只有在需要施肥的时候打开。

施肥罐8属于滴灌施肥系统的首部枢纽。将第一供液管道和第二供液管道并联接入滴灌施肥系统的首部枢纽，从而可以共用首部枢纽，节约成本。首部枢纽系统还包括水泵、动力机、逆止阀、施肥设备、过滤设备、控制器、压力流量量测仪表等。

该种水肥一体化技术可以进一步实现作物1的高产、节水、节肥、省人工的效果，便于在国内外迅速普及推广。尤其在番茄、茄子、辣椒、黄瓜等作物1生产上，水肥一体化技术结合以上交替滴灌系统的应用，将获得更加明显的技术效果。

并且，通过图3发现，在施肥罐8的出口处设置有第一控制阀 11，在水源9、施肥罐8与过滤器10之间的输水管道上设置有第二控制阀12。此外，图3中箭头指代的是灌溉液的流向。

其中，水源9可以采用井水、地表水等，通过水泵泵入水源9、施肥罐8和过滤器10之间的输水管道，并和肥料混合，之后经过过滤器10进行过滤。此外，施肥罐8可以采用压差式施肥罐、开敞式肥料罐自压施肥装置、文丘里注入器、注射泵等设备提供肥料。

从过滤器10出来之后的灌溉液，根据供液管道的数量分为若干路，包括支管、毛管等。

农业生产上作物1栽培有宽行7和窄行6，宽行7一般是过道，可以是高于作物1栽培面的垄，也可以是低于作物1栽培面的沟，也可以与作物1栽培面相平；窄行6则为相邻行作物1之间预留的间隙，请参见图4。以上交替滴灌系统实际布置时，既可以将供液管道设置在宽行7处，亦可以设置在窄行6处。将供液管道设置在窄行内时，不占用操作行空间，更加适应农业的种植形式。

根据本发明的其中一个实施例，供液管道设置在窄行6处，请参见图4，其可以更好的保证供水效果，节约用水。

根据本发明的其中一个实施例，提供一种交替滴灌方法，包括以下步骤：

将相邻两行作物1划分成一个作物单元，在每个作物单元的两行作物1之间设置供液管道，供液管道上包括交叉设置的第一滴灌灌水器3和第二滴灌灌水器5；

交替开启第一滴灌灌水器3和第二滴灌灌水器5。

其中，“交替开启第一滴灌灌水器3和第二滴灌灌水器5”包括：

开启第一滴灌灌水器3关闭第二滴灌灌水器5滴灌灌水器；

待第二滴灌灌水器5对应土壤含水量降低至田间持水量的 60％-80％时，开启第二滴灌灌水器5并关闭第一滴灌灌水器3滴灌灌水器；

待第一滴灌灌水器3对应土壤含水量降低至田间持水量的 60％-80％，开启第一滴灌灌水器3关闭第二滴灌灌水器5，以此往复。

其中，各个滴灌灌水器(包括第一滴灌灌水器和第二滴灌灌水器)的湿润土体的范围不宜过大也不宜过小，以相邻滴灌灌水器滴灌后的土体湿润范围不宜产生过多重叠为标准。或者，当将滴灌灌水器的浇灌区域看成一个近似圆形区域时，滴灌灌水器灌溉后土壤的湿润区域的直径为D，每行作物上相邻两株作物之间的间距为L，则滴灌灌水器浇灌区域的直径D以不超过相邻两株作物间的距离即株距L为标准，或者D≤1.2L。当然，滴灌灌水器的湿润土体的范围太小达不到灌溉要求也不合适。

以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都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 (10)

1.一种交替滴灌系统，其特征在于，包括设置在作物单元中的任意条供液管道，每个所述作物单元包括相邻设置的两行作物，所述供液管道设置在所述作物单元的相邻两行所述作物之间；所述供液管道上设置有滴灌灌水器，包括交叉设置且交替供水的第一滴灌灌水器和第二滴灌灌水器，且所述滴灌灌水器满足：对于任意一行所述作物，每相邻两株所述作物之间均对应设置有所述滴灌灌水器。

2.根据权利要求1所述的交替滴灌系统，其特征在于，所述供液管道到相邻两行所述作物的距离处处相等。

3.根据权利要求1所述的交替滴灌系统，其特征在于，对于任意一行所述作物，所述滴灌灌水器位于相邻两株所述作物连成的线段的垂直平分线上。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的交替滴灌系统，其特征在于，对于任意所述作物单元，相邻两行所述作物之间的所述供液管道为两条，分别为第一供液管道和第二供液管道；所述第一供液管道上的第一滴灌灌水器通过第一控制单元控制开闭，所述第二供液管道上的第二滴灌灌水器通过第二控制单元控制开闭。

5.根据权利要求1至3中任意一项所述的交替滴灌系统，其特征在于，对于任意所述作物单元，相邻两行所述作物之间的所述供液管道为一条，且所述供液管道上包括交叉设置的第一滴灌灌水器和第二滴灌灌水器，所述第一滴灌灌水器通过第三控制单元控制开闭，所述第二滴灌灌水器通过第四控制单元控制开闭。

6.根据权利要求1至3中任意一项所述的交替滴灌系统，其特征在于，所有所述供液管道的入口端均连接过滤器的出口端。

7.根据权利要求6所述的交替滴灌系统，其特征在于，所述交替滴灌系统还包括并联的施肥罐和水源，且所述施肥罐和水源的出口连接所述过滤器的入口端。

8.根据权利要求1至3中任意一项所述的交替滴灌系统，其特征在于，所述滴灌灌水器灌溉后土壤的湿润区域的直径为D，每行作物上相邻两株作物之间的间距即株距为L，D≤L，或者D≤1.2L。

9.一种交替滴灌方法，其特征在于，包括以下步骤：

将相邻两行作物划分成一个作物单元，在每个作物单元的两行作物之间设置供液管道，供液管道上包括交叉设置的第一滴灌灌水器和第二滴灌灌水器；

交替开启第一滴灌灌水器和第二滴灌灌水器。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，其中，“交替开启第一滴灌灌水器和第二滴灌灌水器”包括：

开启第一滴灌灌水器关闭第二滴灌灌水器；

待第二滴灌灌水器对应土壤含水量降低至田间持水量的60％-80％时，开启第二滴灌灌水器并关闭第一滴灌灌水器；

待第一滴灌灌水器对应土壤含水量降低至田间持水量的60％-80％时，开启第一滴灌灌水器关闭第二滴灌灌水器，以此往复。