CN109618889A - 一种农业节水灌溉系统及其节水灌溉方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种农业节水灌溉系统及其节水灌溉方法：包括有灌溉储水箱、过滤装置和灌溉水管；所述灌溉储水箱的出水口与过滤装置的进水口连通设置；所述灌溉水管包括有主水管、地上灌溉分水管和地下灌溉分水管，所述过滤装置的出水口与主水管的进水口连通；所述主水管的出水口分别与地上灌溉分水管、地下灌溉分水管的进水口连通设置；所述地上灌溉分水管上设置有第一喷液结构，所述地下灌溉分水管上设置有第二喷液结构；通过所述第一喷液结构和第二喷液结构将灌溉储水箱内的灌溉水散向农业土壤。设置有地上喷灌和地下滴灌两种方式，能够根据农业土壤中农作物在各个时段的缺水情况进行合理灌溉的同时达到最大节水的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种农业灌溉技术领域，尤其涉及一种农业节水灌溉系统及其节水灌溉方法。
背景技术
据预测，到2050年，世界总人口将由目前的70亿人增加到90亿人，人类对粮食的需求将在当前的水平上再增长70％至100％。
世界淡水资源日益紧缺，而人类对粮食的需求也不断上升，淡水资源已经成为农业发展和世界粮食供应的安全威胁。要破解耕地面积有限、淡水资源紧缺和世界粮食需求上涨之间的难题，发展节水灌溉成为关键。
节水灌溉是以最低限度的用水量获得最大的产量或收益，也就是最大限度地提高单位灌溉水量的农作物产量和产值的灌溉措施。当前世界各国节水灌溉的主要措施包括渠道防渗、低压管灌、喷灌、微灌等。
然而，往往单独一种节水灌溉方式不能起到对农业灌溉起到最好的效果，这样就必然会造成水资源浪费或灌溉不充分等情况，从而影响到农作物的生长；为了让灌溉既能达到节水的目的，又能够充分保障农作物的需水量；从而设计了一种农业节水灌溉系统。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种农业节水灌溉系统及其节水灌溉方法能够解决上述难题。
技术方案：为实现上述目的，本发明的一种农业节水灌溉系统：包括有灌溉储水箱、过滤装置和灌溉水管；所述灌溉储水箱的出水口与过滤装置的进水口连通设置；所述灌溉水管包括有主水管、地上灌溉分水管和地下灌溉分水管，所述过滤装置的出水口与主水管的进水口连通；所述主水管的出水口分别与地上灌溉分水管、地下灌溉分水管的进水口连通设置；所述地上灌溉分水管上设置有第一喷液结构，所述地下灌溉分水管上设置有第二喷液结构；通过所述第一喷液结构和第二喷液结构将灌溉储水箱内的灌溉水散向农业土壤。设置有地上喷灌和地下滴灌两种方式，能够根据农业土壤中农作物在各个时段的缺水情况进行合理灌溉的同时达到最大节水的目的。
进一步地，还包括有支撑结构，所述支撑结构包括有设置在农业土壤两侧上方的限位导轨和设置在限位导轨之间的支撑横杆，所述支撑横杆上固定设置有地上灌溉分水管，且地上灌溉分水管上的第一灌溉结构等距分布在支撑横杆上向下方农业土壤中喷水。将地上灌溉分水管及第一灌溉结构设置在农业土壤上方的支撑结构上，使第一灌溉结构向农业土壤中喷灌的范围更大。
进一步地，两个所述限位导轨平行设置；所述限位导轨上沿长度方向设置有限位凹槽，所述支撑横杆两端设置有与限位凹槽相配合的限位块，所述限位块滑动设置在限位凹槽内；所述限位导轨的两端分别设置有卷筒结构，所述卷筒结构包括有转动电机和卷筒，所述卷筒设置在转动电机的转动轴上，且转动电机带动卷筒转动设置；两端所述卷筒结构上的卷筒分别通过拉绳与限位块连接；所述转动电机带动卷筒转动，拉绳绕设在卷筒上，限位块随之移动。通过卷筒结构使支撑横杆在农业土壤上方水平移动，从而使支撑横杆上的第一灌溉结构可以在农业土壤上方移动喷灌，同时能对农业土壤起到定点喷灌的作用。
进一步地，所述第一灌溉结构上顶端螺纹连接设置在地上灌溉分水管上，所述第一灌溉结构内设置有从上到下内径逐渐减小的出水腔，所述出水腔的底部出水口处设置有分水筛，通过分水筛使从出水腔的底部出水口流出的灌溉水分散流出；所述第一灌溉结构的侧壁上圆周设置有若干出液通道，所述出液通道连通出水腔与第一灌溉结构外侧壁；所述出液通道的出液方向逐渐由上至下向铅锤方向倾斜设置；使单个第一灌溉结构对农业土壤灌溉面积增大，节约了灌溉成本。
进一步地，所述地下灌溉分水管埋设在农业土壤内；所述地下灌溉分水管上设置有第二灌溉结构，所述第二灌溉结构设置在农业土壤内相邻农作物根部之间；通过所述第二灌溉结构向农作物根部滴灌；所述第二灌溉结构呈“L”型管状设置，所述第二灌溉结构的进水端螺纹连接设置在地下灌溉分水管上，所述第二灌溉结构的出水端向农作物根部出水；所述第二灌溉结构内折弯处设置有减速阀球，所述减速球阀通过弹簧弹性堵塞第二灌溉结构内的水流通道，且从第二灌溉结构进水端进入的灌溉水冲压减速球阀，使流过减速球阀的水流速减小。通过减速球阀对流出第二灌溉的水流速度进行减缓，从而达到节水的目的
所述第二灌溉结构的出水端侧壁上设置有出水孔，所述出水孔所对应的内腔中弹性阻挡设置有挡尘块，通过灌溉水挤压挡尘块，使挡尘块离开出水孔，灌溉水从出水孔流出。设置弹性挡尘块能够防止土壤从出水孔进入到第二灌溉结构内堵塞内腔。
进一步地，所述灌溉储水箱的顶部设置有进水管，所述灌溉储水箱内底部设置有出水管，且出水管的进水口处设置有提供动力液压泵；所述灌溉储水箱外侧壁上设置有水位显示柱，所述水位显示柱的底部与灌溉储水箱内底部连通设置，所述水位显示管柱为透明塑料材质制成，且水位显示柱的外侧壁上设置有刻度线。通过人工观察水位显示柱内的液面高度来判断灌溉储水箱内的水量，从而使灌溉储水箱内的灌溉水保持合适的储水量。
进一步地，所述灌溉储水箱的出水口与过滤装置的进水口连通的管道上设置有流量电磁阀；所述过滤装置的进水端处可拆卸式设置有密封盖，所述密封盖上设置有进水口，所述密封盖内侧设置有极细目金属过滤网；所述过滤装置内部填充设置有颗粒状活性炭，所述活性炭被细纱布包覆设置；所述活性炭在过滤装置内的颗粒尺寸随水流方向逐渐减小。灌溉装置内部设置有金属过滤网和活性炭，能够充分过滤出灌溉水中的固体杂质，避免了第一灌溉结构和第二灌溉结构被堵塞。
一种农业节水灌溉方法：通过在农业土壤附近建立灌溉储水箱进行蓄水，在通过灌溉水管将灌溉储水箱内的水引入到农业土壤中进行灌溉，其具体步骤为：
第一步，建立灌溉储水箱及铺设灌溉水管：在农业土壤旁附近建立灌溉储水箱，在灌溉储水箱出水口与灌溉水管之间连接有用于过滤水质的过滤装置；灌溉水管包括有主水管和地上灌溉分水管和地下灌溉分水管，其中主水管的进水口与过滤装置出水口连通，主水管的出水口分别与地上灌溉分水管和地下灌溉分水管连通；其中地上灌溉分水管架设在支撑结构的支撑横杆上通过第一灌溉结构向下方农作物喷灌，且地上灌溉分水管能够随支撑横杆在农业土壤上方水平移动；所述地下灌溉分水管设置在农业土壤内通过第二灌溉结构向农作物根部滴灌；
第二步，向灌溉储水箱内注水：通过灌溉储水箱上的进水管向灌溉储水箱内注水，同时在灌溉储水箱的侧边设置有水位显示柱用来观察灌溉储水箱内的水量；
第三步，合理选择灌溉方式：通过人工观察农业土壤中的农作物缺水情况，合理选择地上喷灌方式或地下滴灌方式。
有益效果：本发明的一种农业节水灌溉系统及其节水灌溉方法，通过设置有地上灌溉分水管及设置在地上灌溉分水管上的第一灌溉结构，将第一灌溉结构固定在支撑结构中的可移动支撑横杆上，能够使第一灌溉结构在农业土壤上方可移动灌溉，从而使第一灌溉结构安装数量减小，节约了灌溉成本，同时可通过移动第一灌溉结构对农业土壤的缺水区域定点灌溉，达到了节水的目的；通过设置有地下灌溉分水管和第二灌溉结构，使从第二灌溉结构流出的水直接作用于农作物的根部，提高了农作物对灌溉水的利用率。
附图说明
附图1为本发明的整体结构示意图；
附图2为本发明的灌溉装置内部结构示意图；
附图3为本发明的第一灌溉结构的结构示意图；
附图4为本发明的第二灌溉结构的结构示意图；
附图5为本发明的支撑结构的整体结构示意图；
附图6为本发明的支撑结构的剖面结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如附图1～6所述的一种农业节水灌溉系统：包括有灌溉储水箱1、过滤装置2和灌溉水管；所述灌溉储水箱1的出水口与过滤装置2的进水口连通设置；所述灌溉水管包括有主水管31、地上灌溉分水管32和地下灌溉分水管33，所述过滤装置2的出水口与主水管31的进水口连通；所述主水管31的出水口分别与地上灌溉分水管32、地下灌溉分水管33的进水口连通设置，所述地上灌溉分水管32和地下灌溉分水管33的进水口处分别设置有开关阀门，通过闭合和打开开关阀门实现灌溉方式的选择；所述地上灌溉分水管32上设置有第一喷液结构4，所述地下灌溉分水管33上设置有第二喷液结构5；通过所述第一喷液结构4和第二喷液结构5将灌溉储水箱1内的灌溉水散向农业土壤6。设置有地上喷灌和地下滴灌两种方式，能够根据农业土壤6中农作物在各个时段的缺水情况进行合理灌溉的同时达到最大节水的目的。
还包括有支撑结构，所述支撑结构包括有设置在农业土壤6两侧上方的限位导轨81和设置在限位导轨81之间的支撑横杆82，两个所述限位导轨81平行设置；所述限位导轨81上沿长度方向设置有限位凹槽811，所述支撑横杆82两端设置有与限位凹槽811相配合的限位块821，所述限位块821滑动设置在限位凹槽811内，使支撑横杆82只能沿限位导轨81的长度方向移动；所述限位导轨81的两端分别设置有卷筒结构，所述卷筒结构包括有转动电机83和卷筒84，所述卷筒84设置在转动电机83的转动轴上，且转动电机83带动卷筒84转动设置；两端所述卷筒结构上的卷筒84分别通过拉绳85与限位块821连接；所述转动电机83带动卷筒84转动，拉绳85绕设在卷筒84上，限位块821随之移动；同侧限位导轨81两端的卷筒84卷绕拉绳85的方向相反，且同一端两侧的卷筒84卷绕拉绳85方向相同；即当一端卷筒84将拉绳85卷绕拉紧时，另一端卷筒84放松拉绳85，这样限位块821就被拉绳85向拉紧的一端移动，从而实现了支撑横杆82的水平移动。所述地上灌溉结构32的尾端部分均匀等距设置有若干第一灌溉结构4，所述支撑横杆82上固定设置有地上灌溉分水管32的尾端部分，且地上灌溉分水管32上的第一灌溉结构4等距分布在支撑横杆82上向下方农业土壤6中喷水。这样能够使第一灌溉结构4在农业土壤6上方可移动灌溉，从而使第一灌溉结构4安装数量减小，节约了灌溉成本，同时可通过移动第一灌溉结构4对农业土壤的缺水区域定点灌溉，达到了节水的目的。
所述第一灌溉结构上顶端40螺纹连接设置在地上灌溉分水管32上，所述第一灌溉结构4内设置有从上到下内径逐渐减小的出水腔41，使从出水腔41的底部出水口流过水流速度增大；所述出水腔41的底部出水口处设置有分水筛42，通过分水筛42使从出水腔41的底部出水口流出的灌溉水分散流出，达到了细化灌溉水的目的；所述第一灌溉结构4的侧壁上圆周设置有若干出液通道43，所述出液通道43连通出水腔41与第一灌溉结构4外侧壁；所述出液通道43的出液方向逐渐由上至下向铅锤方向倾斜设置，使各个出液通道43喷出的灌溉水的方向不同，对下方农业土壤6灌溉的区域不同，从而达到对农业土壤6灌溉面积增大，节约了灌溉成本。
所述地下灌溉分水管33埋设在农业土壤6内；所述地下灌溉分水管33上设置有第二灌溉结构5，所述第二灌溉结构5设置在农业土壤6内相邻农作物根部之间；通过所述第二灌溉结构5向农作物根部滴灌；所述第二灌溉结构5呈“L”型管状设置，所述第二灌溉结构5的进水端51螺纹连接设置在地下灌溉分水管33上，所述第二灌溉结构5的出水端52向农作物根部出水；所述第二灌溉结构5内折弯处设置有减速阀球53，所述减速球阀53通过弹簧54弹性堵塞第二灌溉结构5内的水流通道，且从第二灌溉结构5进水端51进入的灌溉水冲压减速球阀53，使流过减速球阀53的水流速减小。通过从第二灌溉结构5的进水端51进入的高压灌溉水通过减速阀球53后，灌溉水的动能转化成弹性势能，使灌溉水的流速减小，使单位时间内灌溉水流出第二灌溉结构5的流量减小，达到了节水的目的。所述第二灌溉结构5的出水端52侧壁上设置有出水孔521，所述出水孔521所对应的内腔中弹性阻挡设置有挡尘块522，通过灌溉水挤压挡尘块522，使挡尘块522离开出水孔521，灌溉水从出水孔521流出。通过水压冲开挡尘块522对出水孔521的堵塞，使灌溉水流出，在没有灌溉水时，挡尘块522在弹簧的弹性下，堵塞出水孔521，避免土壤从出水孔521进入到第二灌溉结构5内堵塞内腔，同时挡尘块522也进一步减弱了灌溉水的流速，达到节水的目的。
所述灌溉储水箱1的顶部设置有进水管，所述灌溉储水箱1内底部设置有出水管，且出水管的进水口处设置有提供动力液压泵；所述灌溉储水箱1外侧壁上设置有水位显示柱11，所述水位显示柱11的底部与灌溉储水箱1内底部连通设置，所述水位显示管柱11为透明塑料材质制成，且水位显示柱11的外侧壁上设置有刻度线。通过人工观察水位显示柱11内的液面高度来判断灌溉储水箱1内的水量，从而使灌溉储水箱1内的灌溉水保持合适的储水量，使灌溉储水箱1内的水量既可以满足灌溉的同时也避免灌溉储水箱1内的“旧水”过多滋生细菌。
所述灌溉储水箱1的出水口与过滤装置2的进水口连通的管道上设置有流量电磁阀7；所述过滤装置2的进水端处可拆卸式设置有密封盖21，所述密封盖21上设置有进水口，所述密封盖21内侧设置有极细目金属过滤网22，金属过滤网22过滤加大颗粒的固体杂质；所述过滤装置2内部填充设置有颗粒状活性炭23，活性炭23能够过滤灌溉水中的杂质的同时也可以净化水中的细菌，使灌溉水更加纯净，无污染；所述活性炭23被细纱布24包覆设置，细纱布24防止活性炭23混合在灌溉水中堵塞灌溉水管；所述活性炭23在过滤装置2内的颗粒尺寸随水流方向逐渐减小，活性炭23颗粒越小，净化能力越强。
一种农业节水灌溉方法：通过在农业土壤6附近建立灌溉储水箱1进行蓄水，在通过灌溉水管将灌溉储水箱1内的水引入到农业土壤6中进行灌溉，其具体步骤为：第一步，建立灌溉储水箱1及铺设灌溉水管：在农业土壤6旁附近建立灌溉储水箱1，在灌溉储水箱1出水口与灌溉水管之间连接有用于过滤水质的过滤装置2；灌溉水管包括有主水管31和地上灌溉分水管32和地下灌溉分水管33，其中主水管31的进水口与过滤装置2出水口连通，主水管31的出水口分别与地上灌溉分水管32和地下灌溉分水管33连通；其中地上灌溉分水管32架设在支撑结构的支撑横杆82上通过第一灌溉结构4向下方农作物喷灌，且地上灌溉分水管32能够随支撑横杆82在农业土壤6上方水平移动，实现第一灌溉结构4在农业土壤6上方可移动灌溉；所述地下灌溉分水管33设置在农业土壤6内通过第二灌溉结构5向农作物根部滴灌；第二步，向灌溉储水箱1内注水：通过灌溉储水箱1上的进水管向灌溉储水箱1内注水，同时在灌溉储水箱1的侧边设置有水位显示柱11用来观察灌溉储水箱1内的水量；第三步，合理选择灌溉方式：通过人工观察农业土壤6中的农作物缺水情况，合理选择地上喷灌方式或地下滴灌方式；若农作物缺水较严重，则打开流量电磁阀7和地上灌溉分水管32上的开关阀门，闭合地下灌溉分水管33上的开关阀门，使第一灌溉结构4对农作物进行喷灌；若农作物缺水较轻，则打开流量电磁阀7和地下灌溉分水管33上的开关阀门，闭合地上灌溉分水管32上的开关阀门，使第二灌溉结构5对农作物根部进行滴灌。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，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的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种农业节水灌溉系统，其特征在于：包括有灌溉储水箱(1)、过滤装置(2)和灌溉水管；所述灌溉储水箱(1)的出水口与过滤装置(2)的进水口连通设置；所述灌溉水管包括有主水管(31)、地上灌溉分水管(32)和地下灌溉分水管(33)，所述过滤装置(2)的出水口与主水管(31)的进水口连通；所述主水管(31)的出水口分别与地上灌溉分水管(32)、地下灌溉分水管(33)的进水口连通设置；所述地上灌溉分水管(32)上设置有第一喷液结构(4)，所述地下灌溉分水管(33)上设置有第二喷液结构(5)；通过所述第一喷液结构(4)和第二喷液结构(5)将灌溉储水箱(1)内的灌溉水散向农业土壤(6)。
2.根据权利要求1所述的一种农业节水灌溉系统，其特征在于：还包括有支撑结构，所述支撑结构包括有设置在农业土壤(6)两侧上方的限位导轨(81)和设置在限位导轨(81)之间的支撑横杆(82)，所述支撑横杆(82)上固定设置有地上灌溉分水管(32)，且地上灌溉分水管(32)上的第一灌溉结构(4)等距分布在支撑横杆(82)上向下方农业土壤(6)中喷水。
3.根据权利要求2所述的一种农业节水灌溉系统，其特征在于：两个所述限位导轨(81)平行设置；所述限位导轨(81)上沿长度方向设置有限位凹槽(811)，所述支撑横杆(82)两端设置有与限位凹槽(811)相配合的限位块(821)，所述限位块(821)滑动设置在限位凹槽(811)内；所述限位导轨(81)的两端分别设置有卷筒结构，所述卷筒结构包括有转动电机(83)和卷筒(84)，所述卷筒(84)设置在转动电机(83)的转动轴上，且转动电机(83)带动卷筒(84)转动设置；两端所述卷筒结构上的卷筒(84)分别通过拉绳(85)与限位块(821)连接；所述转动电机(83)带动卷筒(84)转动，拉绳(85)绕设在卷筒(84)上，限位块(821)随之移动。
4.根据权利要求2所述的一种农业节水灌溉系统，其特征在于：所述第一灌溉结构上顶端(40)螺纹连接设置在地上灌溉分水管(32)上，所述第一灌溉结构(4)内设置有从上到下内径逐渐减小的出水腔(41)，所述出水腔(41)的底部出水口处设置有分水筛(42)，通过分水筛(42)使从出水腔(41)的底部出水口流出的灌溉水分散流出；所述第一灌溉结构(4)的侧壁上圆周设置有若干出液通道(43)，所述出液通道(43)连通出水腔(41)与第一灌溉结构(4)外侧壁；所述出液通道(43)的出液方向逐渐由上至下向铅锤方向倾斜设置。
5.根据权利要求1所述的一种农业节水灌溉系统，其特征在于：所述地下灌溉分水管(33)埋设在农业土壤(6)内；所述地下灌溉分水管(33)上设置有第二灌溉结构(5)，所述第二灌溉结构(5)设置在农业土壤(6)内相邻农作物根部之间；通过所述第二灌溉结构(5)向农作物根部滴灌；所述第二灌溉结构(5)呈“L”型管状设置，所述第二灌溉结构(5)的进水端(51)螺纹连接设置在地下灌溉分水管(33)上，所述第二灌溉结构(5)的出水端(52)向农作物根部出水；所述第二灌溉结构(5)内折弯处设置有减速阀球(53)，所述减速球阀(53)通过弹簧(54)弹性堵塞第二灌溉结构(5)内的水流通道，且从第二灌溉结构(5)进水端(51)进入的灌溉水冲压减速球阀(53)，使流过减速球阀(53)的水流速减小。
6.根据权利要求5所述的一种农业节水灌溉系统，其特征在于：所述第二灌溉结构(5)的出水端(52)侧壁上设置有出水孔(521)，所述出水孔(521)所对应的内腔中弹性阻挡设置有挡尘块(522)，通过灌溉水挤压挡尘块(522)，使挡尘块(522)离开出水孔(521)，灌溉水从出水孔(521)流出。
7.根据权利要求1所述的一种农业节水灌溉系统，其特征在于：所述灌溉储水箱(1)的顶部设置有进水管，所述灌溉储水箱(1)内底部设置有出水管，且出水管的进水口处设置有提供动力液压泵；所述灌溉储水箱(1)外侧壁上设置有水位显示柱(11)，所述水位显示柱(11)的底部与灌溉储水箱(1)内底部连通设置，所述水位显示管柱(11)为透明塑料材质制成，且水位显示柱(11)的外侧壁上设置有刻度线。
8.根据权利要求1所述的一种农业节水灌溉系统，其特征在于：所述灌溉储水箱(1)的出水口与过滤装置(2)的进水口连通的管道上设置有流量电磁阀(7)；所述过滤装置(2)的进水端处可拆卸式设置有密封盖(21)，所述密封盖(21)上设置有进水口，所述密封盖(21)内侧设置有极细目金属过滤网(22)；所述过滤装置(2)内部填充设置有颗粒状活性炭(23)，所述活性炭(23)被细纱布(24)包覆设置；所述活性炭(23)在过滤装置(2)内的颗粒尺寸随水流方向逐渐减小。
9.一种农业节水灌溉方法，其特征在于：通过在农业土壤(6)附近建立灌溉储水箱(1)进行蓄水，在通过灌溉水管将灌溉储水箱(1)内的水引入到农业土壤(6)中进行灌溉，其具体步骤为：
第一步，建立灌溉储水箱(1)及铺设灌溉水管：在农业土壤(6)旁附近建立灌溉储水箱(1)，在灌溉储水箱(1)出水口与灌溉水管之间连接有用于过滤水质的过滤装置(2)；灌溉水管包括有主水管(31)和地上灌溉分水管(32)和地下灌溉分水管(33)，其中主水管(31)的进水口与过滤装置(2)出水口连通，主水管(31)的出水口分别与地上灌溉分水管(32)和地下灌溉分水管(33)连通；其中地上灌溉分水管(32)架设在支撑结构的支撑横杆(82)上通过第一灌溉结构(4)向下方农作物喷灌，且地上灌溉分水管(32)能够随支撑横杆(82)在农业土壤(6)上方水平移动；所述地下灌溉分水管(33)设置在农业土壤(6)内通过第二灌溉结构(5)向农作物根部滴灌；
第二步，向灌溉储水箱(1)内注水：通过灌溉储水箱(1)上的进水管向灌溉储水箱(1)内注水，同时在灌溉储水箱(1)的侧边设置有水位显示柱(11)用来观察灌溉储水箱(1)内的水量；
第三步，合理选择灌溉方式：通过人工观察农业土壤(6)中的农作物缺水情况，合理选择地上喷灌方式或地下滴灌方式。
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