CN110226437A - 一种基于环境水分的恒湿节能农业系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于环境水分的恒湿节能农业系统，包括：若干层下埋式供水管道、中转站以及调整渠；下埋式供水管道包括第一中心输水管道、第二中心输水管道以及若干毛细管道，毛细管道分布于第一中心输水管道以及第二中心输水管道的外侧；第一中心输水管道以及第二中心输水管道分别包括第一组成管道以及第二组成管道，第一组成管道孔径小于第二组成管道，第一组成管道孔径与毛细管道一致；在构成第一中心输水管道时，第一组成管道上行倾斜、第二组成管道下行倾斜，在构成第二中心输水管道时，第一组成管道下行倾斜、第二组成管道上行倾斜。通过利用下埋式供水管道调整田间的水量，从而保证土壤含水量以及养分含量，保证田间农作物的有效生长。

Description

一种基于环境水分的恒湿节能农业系统

技术领域

本发明涉及智能农业领域，尤其涉及一种基于环境水分的恒湿节能农业系统。

背景技术

近年来农业发展迅速，种植面积不断扩大，灌溉消耗用水量不断增大，种植成本增加，节水灌溉受到重视。

已有的分区交替灌溉装置多采用控制各个出水口开合的方法来实现交替灌溉，每个出水口配有独立的阀门，通过机构连接，使所有阀门联动。田间的作业环境，尘土、水锈、动力都将对阀门的操作带来不利影响。

公告号为CN103264551A的中国专利公开了一种悬梁式交替灌溉系统，包括带喷水口的悬梁水管，所述悬梁水管与水池连通并由水池供水，悬梁水管电磁阀安装在悬梁水管的进水口处，与控制器连接，其开启与闭合由控制器控制；所述悬梁水管架设在两个平行排列的悬梁水管滑槽上，由驱动电机驱动进而在悬梁水管滑槽上能够沿悬梁水管滑槽的方向自由滑动和停止，驱动电机与控制器连接并由控制器控制；多个滑槽支撑柱固定在作物行的两侧，支撑悬梁水管滑槽，所述悬梁水管滑槽与作物行垂直；土壤水分传感器安放在作物根部，每垅植株的土壤中设置一个，与控制器连接；所述悬梁水管每次移动的距离与每垅植株的行距相对应。通过该方案起到了保证节水的情况下，较高效率的保证了加湿效果。

基质的水分含量及养分含量是决定农业活动是否成功的关键因素。基质的含水量过少，引起干旱，导致减产；基质含水量过高，易引发烂根，导致作物死亡。基质养分含量过少，导致作物长势弱，产量下降；基质养分含量过高，易引起肥害，同样会导致减产以及肥料的浪费。

因此，找到最佳的基质含水量和最佳施肥量，并找到控制基质含水量时刻保持不变的方法，会对农业种植者有重大的帮助。恒湿灌溉是指保持基质水分含量时刻保持不变的一种灌溉方式，主要是利用毛细作用力，来实现自动灌溉，且基质的水分湿度保持不变。

在实际情况中，在下雨或漫灌时，水量过多，水量大量下渗形成地下水，在下渗的过程中，在土壤中的水量达到田间持水量的最大值时，水会漫出土壤，或者在雨量更大时会直接积在土壤表面，形成水量的浪费以及淹死农作物；在土壤蒸发的过程中，会出现零通量面以上的土壤层无法持续供给水分，从而使得零通量面以上的土壤水分缺失，无法持续对作物提供养分；而在长时间水分缺失后进行灌溉，存在着水分突增而导致机制含水量过高，从而影响适应环境后的农作物的生长。

发明内容

发明目的：

针对现有技术中，基质的含水量过少，引起干旱，导致减产；基质含水量过高，易引发烂根，导致作物死亡；基质养分含量过少，导致作物长势弱，产量下降；基质养分含量过高，易引起肥害，同样会导致减产以及肥料的浪费；在土壤中的水量达到田间持水量的最大值时，水会漫出土壤，或者在雨量更大时会直接积在土壤表面，形成水量的浪费以及淹死农作物；在土壤蒸发的过程中，会出现零通量面以上的土壤层无法持续供给水分，从而使得零通量面以上的土壤水分缺失，无法持续对作物提供养分；长时间水分缺失后进行灌溉，存在着水分突增而导致机制含水量过高，从而影响适应环境后的农作物的生长的问题，本发明提供一种基于环境水分的恒湿节能农业系统。

技术方案：

一种基于环境水分的恒湿节能农业系统，包括：若干层下埋式供水管道、中转站以及调整渠；

所述下埋式供水管道连接于所述中转站，所述调整渠连接所述下埋式供水管道，所述下埋式供水管道分层间隔分布；

所述下埋式供水管道包括第一中心输水管道、第二中心输水管道以及若干毛细管道；

所述毛细管道分布于所述第一中心输水管道以及所述第二中心输水管道的外侧，所述毛细管道连通所述第一中心输水管道与外界土壤、第二中心输水管道与外界土壤；连接于所述第一中心输水管道的所述毛细管道之间连通、连接于所述第二中心输水管道的所述毛细管道之间连通，所述第一中心输水管道与所述第二中心输水管道分立且互相不连通，所述第一中心输水管道、第二中心输水管道以及毛细管道用于积蓄上升毛管水以及悬着毛管水；

所述第一中心输水管道以及所述第二中心输水管道分别包括第一组成管道以及第二组成管道，所述第一组成管道孔径小于所述第二组成管道，所述第一组成管道孔径与所述毛细管道一致，在所述第一组成管道以及所述第二组成管道构成所述第一中心输水管道与所述第二中心输水管道时，每个所述第二组成管道两端分别对应若干所述第一组成管道，所述第二组成管道连接所述中转站；

在构成所述第一中心输水管道时，所述第一组成管道呈现上行倾斜、所述第二组成管道呈现下行倾斜；

在构成所述第二中心输水管道时，所述第一组成管道呈现下行倾斜、所述第二组成管道呈现上行倾斜；

所述中转站包括外框以及蓄水渠，所述蓄水渠以及所述外框竖直设置，所述蓄水渠连接有进水管道，所述蓄水渠埋在土壤下，所述外框部分埋入土壤，所述外框埋入土壤的部分深于所述蓄水渠埋入土壤的深度，所述第一中心输水管道以及所述第二中心输水管道穿过所述外框连接于所述蓄水渠，所述蓄水渠中的水的液面高度高于所述第一中心输水管道埋入土壤的深度，所述外框未埋入土壤的部分用于积蓄多于田间持水量部分的水分；

所述调整渠连接所述第一中心输水管道，所述调整渠的最高高度与所述蓄水渠的最高高度一致，用于连接所述调整渠与所述第一中心输水管的管道向所述调整渠倾斜。

作为本发明的一种优选方式，所述第二组成管道两侧设置有第一溶质腔，同一个第二组成管道两侧的所述第一溶质腔中设置有相同量的盐溶质。

作为本发明的一种优选方式，对于所述第一中心输水管道，靠近所述中转站的所述第二组成管道的所述第一溶质腔中的盐溶质的量小于远离所述中转站的所述第二组成管道的所述第一溶质腔中的盐溶质的量；对于所述第二中心输水管道，靠近所述中转站的所述第二组成管道的所述第一溶质腔中的盐溶质的量大于远离所述中转站的所述第二组成管道的所述第一溶质腔中的盐溶质的量。

作为本发明的一种优选方式，所述第一中心输水管道与所述蓄水渠连接处设置有开口向所述蓄水渠的第一开关门，所述第二中心输水管道与所述蓄水渠连接处设置有开口向所述第二中心输水管道的第二开关门。

作为本发明的一种优选方式，所述中转站的所述外框设置有水泵，所述水泵用于抽取田间表面多于田间持水量的部分水分；在两个所述中转站之间设置有第一引水渠，所述第一引水渠设置于土壤表面，所述第一引水渠连接所述水泵的抽水口。

作为本发明的一种优选方式，当系统用于大棚种植时，还包括第二引水渠以及集水管道，所述第二引水渠设置于大棚上，所述集水管道设置于所述中转站的未埋入土壤的所述外框上方，所述第二引水渠与所述集水管道用于收集雨水。

作为本发明的一种优选方式，系统还包括蒸发膜，所述蒸发膜部分平整，所述蒸发膜材料为人造生物膜，所述蒸发膜设置于所述下埋式供水管道上方，所述蒸发膜用于暂缓水分蒸发，所述蒸发膜内部设置有若干第二溶质腔，所述第二溶质腔中设置有一定量的盐溶质，所述蒸发膜通过亲水槽接入所述蓄水渠，所述亲水槽向上倾斜，所述第二溶质腔大小一致。

作为本发明的一种优选方式，在系统中种植点对应的位置，所述蒸发膜呈金字塔隆起，在金字塔隆起的顶端所对应的第二溶质腔中，所述盐溶质的量大于所述蒸发膜的平整区域的所述第二溶质腔的量。

作为本发明的一种优选方式，根据系统对应的种植区域不同，所述第二溶质腔中设置的溶质量改变。

作为本发明的一种优选方式，所述中转站之间通过中转管道连接，所述中转管道设置有人造生物膜。

本发明实现以下有益效果：

1.通过第一中心输水管道以及蓄水渠在土壤水分蒸发时对土壤进行补水，避免了蒸发时间过长导致含水量过少，引起干旱，导致减产以及基质养分含量过高，易引起肥害，同样会导致减产以及肥料的浪费的问题；利用第二中心输水管道以及蓄水渠收集田间持水量过高时的水分，从而适当的减小田间持水量，避免田间持水量过多导致基质含水量过高，易引发烂根，导致作物死亡以及基质养分含量过少，导致作物长势弱，产量下降的问题。

2.通过毛细管道以及第二中心输水管道导通土壤以及蓄水渠，使得土壤内含水量较大的时候能够将一部分水分从毛细管道以及第二中心输水管道导入蓄水渠中，从而使得在土壤中的水量达到田间持水量的最大值时，水会不断的导入蓄水渠直至田间持水量到达适当的值，避免了超出田间持水量的最大值时水分聚集在土壤表面形成浪费以及淹死农作物。

3.通过下埋式供水管道调整土壤含水量，补充土壤蒸发时缺失的含水量，避免零通量面以上的土壤层无法持续供给水分，从而使得零通量面以上的土壤水分缺失，无法持续对作物提供养分以及长时间水分缺失后进行灌溉，存在着水分突增而导致机制含水量过高，从而影响适应环境后的农作物的生长的问题。

4.通过金字塔状的蒸发膜，将蒸发的水分引导至种植着作物土壤层位置，从而使得蒸发的水分通过作物，使得作物能够一定程度上的吸收一部分即将被蒸发的水分，起到了一定的节约水资源的作用。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并于说明书一起用于解释本公开的原理。

图1为本发明提供的农业系统装置示意图。

图2为本发明提供的第一中心输水管道示意图。

图3为本发明提供的第二中心输水管道示意图。

图4为本发明提供的第一组成管道与第二组成管道连接处示意图。

图5为本发明提供的利用大棚时大棚的示意图。

图6为本发明提供的具有蒸发膜的系统示意图。

图7为本发明提供的农业系统之间的连接示意图。

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。

实施例一

参考图1-4。本实施例提供一种基于环境水分的恒湿节能农业系统，包括：若干层下埋式供水管道1、中转站2以及调整渠3。

所述下埋式供水管道1连接于所述中转站2，所述调整渠3连接所述下埋式供水管道1，所述下埋式供水管道1分层间隔分布。

所述下埋式供水管道1包括第一中心输水管道4、第二中心输水管道5以及若干毛细管道6，所述毛细管道6分布于所述第一中心输水管道4以及所述第二中心输水管道5的外侧，所述毛细管道6连通所述第一中心输水管道4与外界土壤、第二中心输水管道5与外界土壤；连接于所述第一中心输水管道4的所述毛细管道6之间连通、连接于所述第二中心输水管道5的所述毛细管道6之间连通，所述第一中心输水管道4与所述第二中心输水管道5分立且互相不连通，所述第一中心输水管道4、第二中心输水管道5以及毛细管道6用于积蓄上升毛管水以及悬着毛管水。

所述第一中心输水管道4以及所述第二中心输水管道5分别包括第一组成管道7以及第二组成管道8，所述第一组成管道7孔径小于所述第二组成管道8，所述第一组成管道7孔径与所述毛细管道6一致，在所述第一组成管道7以及所述第二组成管道8构成所述第一中心输水管道4与所述第二中心输水管道5时，每个所述第二组成管道8两端分别对应若干所述第一组成管道7，所述第二组成管道8连接所述中转站2。

在构成所述第一中心输水管道4时，所述第一组成管道7呈现上行倾斜、所述第二组成管道8呈现下行倾斜。

在构成所述第二中心输水管道5时，所述第一组成管道7呈现下行倾斜、所述第二组成管道8呈现上行倾斜。

所述中转站2包括外框9以及蓄水渠10，所述蓄水渠10以及所述外框9竖直设置，所述蓄水渠10连接有进水管道，所述蓄水渠10埋在土壤下，所述外框9部分埋入土壤，所述外框9埋入土壤的部分深于所述蓄水渠10埋入土壤的深度，所述第一中心输水管道4以及所述第二中心输水管道5穿过所述外框9连接于所述蓄水渠10，所述蓄水渠10中的水的液面高度高于所述第一中心输水管道4埋入土壤的深度，所述外框9未埋入土壤的部分用于积蓄多于田间持水量部分的水分。

所述调整渠3连接所述第一中心输水管道4，所述调整渠3的最高高度与所述蓄水渠10的最高高度一致，用于连接所述调整渠3与所述第一中心输水管的管道向所述调整渠3倾斜。

其中，所述第二组成管道8两侧设置有第一溶质腔11，同一个第二组成管道8两侧的所述第一溶质腔11中设置有相同量的盐溶质。

其中，对于所述第一中心输水管道4，靠近所述中转站2的所述第二组成管道8的所述第一溶质腔11中的盐溶质的量小于远离所述中转站2的所述第二组成管道8的所述第一溶质腔11中的盐溶质的量。

对于所述第二中心输水管道5，靠近所述中转站2的所述第二组成管道8的所述第一溶质腔11中的盐溶质的量大于远离所述中转站2的所述第二组成管道8的所述第一溶质腔11中的盐溶质的量。

在具体实施过程中，下埋式供水管道1分层间隔下埋，在与中转站2的连接上，例如分两层设置，对于第一层，下埋式供水管道1均匀的且间隔的分布，对于第二层，下埋式供水管道1设置在第一层的下方一定的距离，第二层的下埋式供水管道1分别对应于第一层的下埋式供水管道1间隔的中间处，第一层的下埋式供水管道1以及第二层的下埋式供水管道1构成恒湿系统的基础。

在下雨或漫灌时，水量过多，水量大量下渗形成地下水，在下渗的过程中，在土壤中的水量达到田间持水量的最大值时，水会漫出土壤，或者在雨量更大时会直接积在土壤表面，形成水量的浪费以及淹死农作物。

在下雨或漫灌时，水分从地面下渗至土壤中，并从土壤中渗至下埋式供水管道1上，下埋式供水管道1设置的毛细管道6会接触到下渗的水分。

相较于毛细管道6的内部空间可以通过的水量，下渗的水量相当的大，由于第二中心输水管道5的直径远大于毛细管道6，因此水会由毛细管道6流至第二中心输水管道5。

其中，毛细管道6最终都连接至第二组成管道8，因此水会由毛细管道6流至第二组成管道8，由于第二中心输水管道5的第二组成管道8呈现下行倾斜，第二组成管道8直径较大，因此第二组成管道8中的毛管力较小甚至没有毛管力，当水从毛细管道6进入第二组成管道8后，会由第二组成管道8的较高的位置流至第二组成管道8的较低的位置。

第一组成管道7连接第二组成管道8，且第一组成管道7上行倾斜，由于第一组成管道7的直径与毛细管道6一致，因此第一组成管道7也可以看作毛细管道6，由物理定理可知，毛细管中产生的液面上升或下降的附加曲面效应，称之为毛管压力或毛管力，因此在第一组成管道7与第二组成管道8连接处积沉水分的位置上第一组成管道7中具有一定的毛管力，由于第一组成管道7上行倾斜，毛管力会使得第二组成管道8较低位置的水分会因为毛管力从第一组成管道7较低的位置吸至第一组成管道7较高的位置，进而，第一组成管道7与第二组成管道8连续连接，因此当水分从第二组成管道8进入第一组成管道7后会接触与第一组成管道7另一端相连的第二组成管道8，水分会进入第一组成管道7另一端连接第二组成管道8。

又由于第二组成管道8为下行倾斜，水分进入第一组成管道7另一端连接第二组成管道8后会由该第二组成管道8的较高位置流至该第二组成管道8的较低位置，从而再被下一个第一组成管道7的毛管力吸入，从而不断的在第二组成管道8以及第一组成管道7之间传递，最终由连接于中转站2的蓄水渠10的第二组成管道8传入蓄水渠10，并储存在蓄水渠10中。

在土壤中水分较少时，从土壤表层开始，水势逐渐向下增大，根据原理，水会从水势较大的地方流向水势较小的地方，因此，水会从土壤下方向上传输。

然而，当零通量面上方水分缺失时，不会有水分向上传输，因此，下埋式供水管道1以及中转站2会向土壤提供水分。

另外，在土壤的水分蒸发时，也是由零通量面以上的土壤提供被蒸发的水分，因此零通量面以上的土壤会不断的丢失水分。

在土壤蒸发时，第一中心输水管道4对水分进行补充，第一中心输水管道4的第二组成管道8下行倾斜、第一组成管道7上行倾斜。

在水分蒸发时，土壤下层的水分不断上升，因此会出现下埋式供水管道1所在部分的水分会蒸发上升，在第一中心输水管道4的水会蒸发。

第一中心输水管道4的水分由于毛管力的作用会进入毛细管道6，并随着土壤表层的水分的蒸发而向上补水，同时，在补水的过程中不断的从第二组成管道8中获取后续的水分。

对于第一中心输水管道4的第二组成管道8，由于是下行倾斜的，因此在连接在蓄水渠10的第二组成管道8中，在毛细管道6向土壤上层补充水分时，会不断的有水从蓄水渠10中流向该第二组成管道8。

在连接该第二组成管道8的第一组成管道7中，由于毛管力的作用，第二组成管道8中的水分会不断的补充至第一组成管道7中，由于第一组成管道7上行倾斜，通过毛管力，第一组成管道7会将水分从第一组成管道7的低处送达第一组成管道7的高处，并由高处进入第一组成管道7高处连接的第二组成管道8中，并由第二组成管道8的高处流至第二组成管道8的低处，从而使得蓄水渠10中的水在第一组成管道7与第二组成管道8的交替中流到第一中心输水管道4的末端，从而保证了第一中心输水管道4中时刻保持的充足的水分，使得毛细管能够持续向上补水。

其中，本申请中的上行倾斜与下行倾斜都是相较于中转站2以及中转站2内的蓄水渠10的相对位置而定。

在雨水水量较大或漫灌时，水分不断渗入的过程中，第一中心输水管道4以及第二中心输水管道5都会有第二中心输水管道5的作用。

在进行蓄水渠10向第一中心输水管道4的补水时，进水管道会不断的向失去水分的蓄水渠10进行补水，由于调整渠3连接在第一中心输水管道4，因此调整渠3与蓄水渠10与第一中心输水管道4一定程度上具有虹吸作用的，原本第一中心输水管道4中就充满了水，且正在向上层土壤补充水分，此时蓄水渠10不会通过第一中心输水管道4向调整渠3吸取水分，反而是通过进水管道补充蓄水渠10中的水分，这样就既保证了土壤的含水量同时也避免了防止失水过多而浇灌时消耗比蒸发量更多的水分，从而节约的资源。

进一步的，当雨水过多时，一部分的水会下渗至土壤，当田间持水量达到最高值时，雨水会漫出土壤，无法下渗，此时，中转站2处设置的外框9会将外框9覆盖的部分土壤对应的超出田间持水量的部分雨水储存。

当土壤水分蒸发时，第一输水管道进行对土壤的补水，此时被外框9所覆盖的部分土壤对应的第一输水管道由于离蓄水渠10较近，该部分的第一输水管道还要向后段的第一输水管道提供水分，因此，相较于后段的第一输水管道，该部分的第一输水管道失水量更大，在该部分的第一输水管道补水的过程中，由于土壤表面储存有大量的水分，因此该部分土壤的蒸发效果可以忽略不计，因此该部分的土壤的水势高于该部分对应的第一输水管道中的水势，因此该部分土壤会向第一输水管道补充一定的水分。

因此，所对应的外框9覆盖部分积蓄的水分会下渗补充由于向第一输水管道补充水分而丢失的部分水分，从而减少蓄水渠10中水分的流失，从而减少水资源的消耗。

进一步的，在第二组成管道8两侧设置第一溶质腔11，根据原理，溶液浓度越大的地方水势越低，而水是从水势高的位置流向水势低的位置，因此，对于第一中心输水管道4，越远离蓄水渠10的第二组成管道8的水势越低，因此在第一中心输水管道4中，水是从蓄水渠10向远离蓄水渠10的位置流动。

对于第二中心输水管道5，越靠近蓄水渠10的第二组成管道8水势越低，因此在第二中心输水管道5中，水是从远离蓄水渠10的位置向靠近蓄水渠10的位置流动；从而保证了水的流动循环以及土壤的含水量。

实施例二

参考图5。本实施例与实施例一基本上一致，区别之处在于，在本实施例中，所述第一中心输水管道4与所述蓄水渠10连接处设置有开口向所述蓄水渠10的第一开关门，所述第二中心输水管道5与所述蓄水渠10连接处设置有开口向所述第二中心输水管道5的第二开关门。

所述中转站2的所述外框9设置有水泵，所述水泵用于抽取田间表面多于田间持水量的部分水分；在两个所述中转站2之间设置有第一引水渠，所述第一引水渠设置于土壤表面，所述第一引水渠连接所述水泵的抽水口。

当系统用于大棚种植时，还包括第二引水渠13以及集水管道14，所述第二引水渠13设置于大棚上，所述集水管道14设置于所述中转站2的未埋入土壤的所述外框9上方，所述第二引水渠13与所述集水管道14用于收集雨水。

在具体实施过程中，当进行漫灌或雨量较大时，水量大于田间持水量时，水分会积蓄在土壤表面，第一引水渠中也会积蓄一定量的水，在第一引水渠与外框9连接处设置的水泵会抽取第一引水渠中的水分，从而将多于田间持水量的水分抽至外框9中；对于大棚种植，雨量较大时，第二引水渠13将大棚上的雨水引入集水管道14，集水管道14将雨水导入外框9包括的土壤的上方区域，从而进一步积蓄水分。

在实际情况中，可以在第二引水渠13中设置pH检测装置，并在第二引水渠13以及集水管道14处设置由pH检测装置控制的门，从而可以在pH检测装置检测到雨水的pH值不符合规定时控制连接的门关闭，保证外框9中积蓄的水分的pH值不会受到外界因素的干扰，在一定程度上保证一部分补充水分的水质。

实施例三

参考图6、图7。本实施例与实施例一基本上一致，区别之处在于，在本实施例中，还包括蒸发膜15，所述蒸发膜15部分平整，所述蒸发膜15材料为人造生物膜，所述蒸发膜15设置于所述下埋式供水管道1上方，所述蒸发膜15用于暂缓水分蒸发，所述蒸发膜15内部设置有若干第二溶质腔16，所述第二溶质腔16中设置有一定量的盐溶质，所述蒸发膜15通过亲水槽接入所述蓄水渠10，所述亲水槽向上倾斜，所述第二溶质腔16大小一致。

其中，在系统中种植点对应的位置，所述蒸发膜15呈金字塔隆起，在金字塔隆起的顶端所对应的第二溶质腔16中，所述盐溶质的量大于所述蒸发膜15的平整区域的所述第二溶质腔16的量。

其中，根据系统对应的种植区域不同，所述第二溶质腔16中设置的溶质量改变。

作为本发明的一种优选方式，所述中转站2之间通过中转管道17连接，所述中转管道17设置有人造生物膜。

在具体实施过程中，在水分蒸发的过程中，土壤中层对土壤上层的水分补充会经过蒸发膜15，蒸发膜15暂时获取该部分的水分，蒸发膜15的第二溶质腔16中存有溶质，因此第二溶质腔16所在的位置的水势小于蒸发膜15其余位置的水势，因此水会向第二溶质腔16流动的趋势，而蒸发膜15通过亲水槽连接至蓄水渠10，因此蓄水渠10中的水分会通过亲水槽向蒸发膜15补充一定量的水分，从而使得在土壤水分蒸发的过程中能够进一步的有水分补充至土壤。

同时，由于蒸发膜15在种植有作物的位置呈现金字塔型，且金字塔的塔顶部分的第二溶质腔16的溶质量较多，因此该部分的水势较低，因此蒸发膜15中的水分会有想金字塔顶端的流动的趋势；进而，水分蒸发与水分补充的进程会在种植的作物的下方进行，因此，水分会经由作物的根系，从而使得作物能够在一定程度上得到水分的补充。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的是让熟悉该技术领域的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此来限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作出的等同变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于环境水分的恒湿节能农业系统，其特征在于：包括：若干层下埋式供水管道（1）、中转站（2）以及调整渠（3）；

所述下埋式供水管道（1）连接于所述中转站（2），所述调整渠（3）连接所述下埋式供水管道（1），所述下埋式供水管道（1）分层间隔分布；

所述下埋式供水管道（1）包括第一中心输水管道（4）、第二中心输水管道（5）以及若干毛细管道（6）；

所述毛细管道（6）分布于所述第一中心输水管道（4）以及所述第二中心输水管道（5）的外侧，所述毛细管道（6）连通所述第一中心输水管道（4）与外界土壤、第二中心输水管道（5）与外界土壤；连接于所述第一中心输水管道（4）的所述毛细管道（6）之间连通、连接于所述第二中心输水管道（5）的所述毛细管道（6）之间连通，所述第一中心输水管道（4）与所述第二中心输水管道（5）分立且互相不连通，所述第一中心输水管道（4）、第二中心输水管道（5）以及毛细管道（6）用于积蓄上升毛管水以及悬着毛管水；

所述第一中心输水管道（4）以及所述第二中心输水管道（5）分别包括第一组成管道（7）以及第二组成管道（8），所述第一组成管道（7）孔径小于所述第二组成管道（8），所述第一组成管道（7）孔径与所述毛细管道（6）一致，在所述第一组成管道（7）以及所述第二组成管道（8）构成所述第一中心输水管道（4）与所述第二中心输水管道（5）时，每个所述第二组成管道（8）两端分别对应若干所述第一组成管道（7），所述第二组成管道（8）连接所述中转站（2）；

在构成所述第一中心输水管道（4）时，所述第一组成管道（7）呈现上行倾斜、所述第二组成管道（8）呈现下行倾斜；

在构成所述第二中心输水管道（5）时，所述第一组成管道（7）呈现下行倾斜、所述第二组成管道（8）呈现上行倾斜；

所述中转站（2）包括外框（9）以及蓄水渠（10），所述蓄水渠（10）以及所述外框（9）竖直设置，所述蓄水渠（10）连接有进水管道，所述蓄水渠（10）埋在土壤下，所述外框（9）部分埋入土壤，所述外框（9）埋入土壤的部分深于所述蓄水渠（10）埋入土壤的深度，所述第一中心输水管道（4）以及所述第二中心输水管道（5）穿过所述外框（9）连接于所述蓄水渠（10），所述蓄水渠（10）中的水的液面高度高于所述第一中心输水管道（4）埋入土壤的深度，所述外框（9）未埋入土壤的部分用于积蓄多于田间持水量部分的水分；

所述调整渠（3）连接所述第一中心输水管道（4），所述调整渠（3）的最高高度与所述蓄水渠（10）的最高高度一致，用于连接所述调整渠（3）与所述第一中心输水管的管道向所述调整渠（3）倾斜。

2.根据权利要求1所述的一种基于环境水分的恒湿节能农业系统，其特征在于：所述第二组成管道（8）两侧设置有第一溶质腔（11），同一个第二组成管道（8）两侧的所述第一溶质腔（11）中设置有相同量的盐溶质。

3.根据权利要求2所述的一种基于环境水分的恒湿节能农业系统，其特征在于：对于所述第一中心输水管道（4），靠近所述中转站（2）的所述第二组成管道（8）的所述第一溶质腔（11）中的盐溶质的量小于远离所述中转站（2）的所述第二组成管道（8）的所述第一溶质腔（11）中的盐溶质的量；

对于所述第二中心输水管道（5），靠近所述中转站（2）的所述第二组成管道（8）的所述第一溶质腔（11）中的盐溶质的量大于远离所述中转站（2）的所述第二组成管道（8）的所述第一溶质腔（11）中的盐溶质的量。

4.根据权利要求1所述的一种基于环境水分的恒湿节能农业系统，其特征在于：所述第一中心输水管道（4）与所述蓄水渠（10）连接处设置有开口向所述蓄水渠（10）的第一开关门，所述第二中心输水管道（5）与所述蓄水渠（10）连接处设置有开口向所述第二中心输水管道（5）的第二开关门。

5.根据权利要求1所述的一种基于环境水分的恒湿节能农业系统，其特征在于：所述中转站（2）的所述外框（9）设置有水泵，所述水泵用于抽取田间表面多于田间持水量的部分水分；

在两个所述中转站（2）之间设置有第一引水渠，所述第一引水渠设置于土壤表面，所述第一引水渠连接所述水泵的抽水口。

6.根据权利要求5所述的一种基于环境水分的恒湿节能农业系统，其特征在于：当系统用于大棚种植时，还包括第二引水渠（13）以及集水管道（14），所述第二引水渠（13）设置于大棚上，所述集水管道（14）设置于所述中转站（2）的未埋入土壤的所述外框（9）上方，所述第二引水渠（13）与所述集水管道（14）用于收集雨水。

7.根据权利要求1所述的一种基于环境水分的恒湿节能农业系统，其特征在于：还包括蒸发膜（15），所述蒸发膜（15）部分平整，所述蒸发膜（15）材料为人造生物膜，所述蒸发膜（15）设置于所述下埋式供水管道（1）上方，所述蒸发膜（15）用于暂缓水分蒸发且内部设置有若干第二溶质腔（16），所述第二溶质腔（16）中设置有一定量的盐溶质，所述蒸发膜（15）通过亲水槽接入所述蓄水渠（10），所述亲水槽向上倾斜，所述第二溶质腔（16）大小一致。

8.根据权利要求7所述的一种基于环境水分的恒湿节能农业系统，其特征在于：在系统中种植点对应的位置，所述蒸发膜（15）呈金字塔隆起，在金字塔隆起的顶端所对应的第二溶质腔（16）中，所述盐溶质的量大于所述蒸发膜（15）的平整区域的所述第二溶质腔（16）的量。

9.根据权利要求8所述的一种基于环境水分的恒湿节能农业系统，其特征在于：根据系统对应的种植区域不同，所述第二溶质腔（16）中设置的溶质量改变。

10.根据权利要求1所述的一种基于环境水分的恒湿节能农业系统，其特征在于：所述中转站（2）之间通过中转管道（17）连接，所述中转管道（17）设置有人造生物膜。