CN110352843A - 一种水肥定量施用一体种植装置 - Google Patents
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Abstract
一种水肥定量施用一体种植装置，主要由种植区、水肥定量管、储水壁腔、防蒸发系统等组成，其中种植区底部为渗漏层，水肥定量管是带刻度方形管和陶瓷圆管组成，由挡阀控制水肥流量。储水壁腔底部有海绵层，有补水管道和放水管，用于储存底部渗漏水和补充的灌溉水。防蒸发系统是由顶部和侧面两级防蒸发组成。本发明先将水肥溶液预存在带刻度方形管，根据实际生产需要，通过挡阀调节流量，不需要施用时必须关闭档阀。通过储水壁腔补充灌溉。多余水分可以通过底部放水管排除。本发明可以定量施用水肥，补充灌溉，可用于土壤或者无土栽培，防止水分大量蒸发而不影响作物生长，提高水土资源利用，提高产量。
Description
技术领域
本发明涉及设施农业生产、设施园艺装备、水肥一体化设施等领域，具体涉及一种水肥定量施用一体种植装置。
背景技术
由于农业面源污染、大量土地商业开发利用等造成可耕作土壤日益减少，进行设施农业生产是我国未来发展的重要方向。现阶段国内设施农业规模达到370多万公顷，占世界设施园艺面积的约80％。其中蔬菜种植面积达400多万公顷，产量约3亿吨，占总蔬菜产量的38％。近年来，设施园艺装备研发及应用在快速发展，呈现设施规模大、产业作用大、装备需求大、装备技术进步明显、新趋势影响大、装备行业发展速度快等特点。其中装备技术中生产作业机具、植保设备、水肥一体化设备、环境调控设备、自动灌溉设备、设施生产配套集成技术等持续研发投入应用。设施装备节能、结构和机械、灌溉、控制等比重发展最快。另外关联的自动化智能化、信息化数字化、绿色化生态化、规模化集约化、全程-全面化五个方面的趋势显著，大力推动装备创新和应用升级。
但是总体来说，当前全国设施园艺机械化率不高，不同设施、不同环节上极不平衡发展。如耕整地和水肥环节相对高，种和收环节低，环控居中。装备从基础层面升级任务迫切。另外生产支撑数据如水土环境大气、设施环控指标、植保预警指标、水肥与栽培专家库参差不齐，及时性和精准性均无法满足高效生产要求，无法彰显设施园艺的生产装备优势。将温室大棚和生产装备与栽培品种和技术结合考虑并集成的成套装备技术不足，尤其是有良好经济效益的成套装备技术是当前应解决的问题。虽然现阶段的设施园艺中最简单的是种植盆钵，市场上各式各样的种植盆眼花缭乱，功能不一，但是多数种植盆与滴灌溉系统是分开的，少量型号的考虑到水分的有效利用，但是没有考虑到肥料的利用，尤其是市场上还没有能够精准水肥定量施用，且没有考虑到种植土壤本身的吸水排水功能。在大面积的设施室内生产只在源头控制水肥，也没有考虑到管道的损耗，而且需要消耗大量的能源。大面积生产中的水肥一体化设备造价比较贵，也不利于在农村个体种植户推广。
发明内容
为解决上述问题，本发明一种水肥定量施用一体种植装置，由种植区(1)、水肥定量管(4)、挡阀(12)、储水壁腔(13)、防蒸发系统组成，其中所述种植区(1)底部为筛网(6)和带孔地板(7)组成，水肥定量管(4)是带刻度方形管(5)和陶瓷圆管(10)组成，所述储水壁腔(13)底部有海绵层(8)、补水管道(3)和放水管(9)。
进一步地，所述的水肥定量管(4)由带刻度方形管(5)、陶瓷圆管(10)、盖子(11)组成。
进一步地，所述的挡阀(12)由带提手挡板(22)和插槽Ⅱ(24)组成，带提手挡板(22)两侧为橡胶边(23)，上部有提手，插槽Ⅱ(24)在带刻度方形管(5)内靠近储水壁腔(13)，其底部低于管道内表面。
进一步地，所述的储水壁腔(13)由种植区(1)三面内外壁中空、底部有海绵层(8)组成。
进一步地，所述的防蒸发系统由两级蒸发系统顶部防蒸发和侧面防蒸发组成，其中顶部防蒸发由两个半边盖板(15)插入顶盖插槽(2)形成，顶盖插槽(2)与储水壁腔隔开不通，侧面防蒸发是由两个侧面插板(17)通过侧面插孔(14)形成，半边盖板(15)和侧面插板(17)中间是半圆形。
进一步地，水肥溶液通过带刻度方形管(5)预储存。
实际生产中打开挡阀，通过种植区土壤水势或者液压，水肥通过陶瓷圆管渗入种植区，定量精准的施用到作物根系。作物生长过程中多余的水肥通过底部渗漏层进入储水壁腔，当种植区水肥不足时，可以通过海绵层吸入。另外可以通过补水管道补入灌溉水，从底部补充根部的水分，减少水分蒸发。同时通过防蒸发系统多层次减少蒸发量。提高水肥利用率。
本发明根据实际生产需要，定量施用水肥，回收利用渗漏水。当水分不足能补充灌溉，多余水分也能及时排出。根据实际生产需要可以分开或者同时打开不同层次的防蒸发系统，减少蒸发，充分利用水资源。节约水肥，提高水肥利用率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明及其布置方案，下面将对本发明及其布置方案描述所需要的附图作简单的介绍，显而易见的，对于本领域的技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还能根据这些附图获得其它附图；
图1是本发明的一种水肥定量施用一体种植装置示意图；
图2是本发明的一种水肥定量施用一体种植装置侧面示意图；
图3是本发明的顶部防蒸发局部示意图；
图4是本发明的侧面防蒸发插板示意图；
图5是本发明的挡阀及其局部示意图。
1、种植区；2、顶盖插槽；3、补水管道；4、水肥定量管；5、带刻度方形管；6、筛网；7、带孔底板；8、海绵层；9、放水管；10、陶瓷圆管；11、盖子；12、挡阀；13、储水壁腔；14、侧面插孔；15、半边顶盖；16、把手Ⅰ；17、侧面插板；18、堵条；19、把手Ⅱ；20、插槽Ⅰ；21、薄板；22、带提手挡板；23、橡胶边；24、插槽Ⅱ。
具体实施方案
本发明的一种水肥定量施用一体种植装置(图1)，其关键在于：本发明一种水肥定量施用一体种植装置(图1)，由种植区(1)、水肥定量管(4)、挡阀(12)、储水壁腔(13)、防蒸发系统组成，其中所述种植区(1)底部为筛网(6)和带孔地板(7)组成，水肥定量管(4)是带刻度方形管(5)和陶瓷圆管(10)组成，所述储水壁腔(13)底部有海绵层(8)、补水管道(3)和放水管(9)。水肥定量管(4)是带刻度方形管(5)和陶瓷圆管(10)组成。由挡阀(12)控制水肥流量，挡阀(12)由带提手挡板(22)和插槽Ⅱ(24)组成，带提手挡板(22)两侧为橡胶边(23)，上部有提手，插槽Ⅱ(24)在带刻度方形管(5)内靠近储水壁腔(13)，其底部低于管道内表面。储水壁腔(13)底部有海绵层(8)，有补水管道(3)和放水管(9)，用于储存底部渗漏水和补充的灌溉水。种植区(1)填装入土壤或者基质、或者营养液，水肥溶液通过水肥定量管(4)，在挡阀(12)打开的情况下根据土壤水势或液压进入，由作物根系吸收。多余的水分可以存储在储水壁腔(13)，为节约水资源，防止水分大量蒸发，通过防蒸发系统可以控制水分蒸发以及其它需氧微生物的气体交换。在需水量大的作物生产中，可以通过补水管道(3)进行补水。本发明可以根据作物生长阶段进行水肥定量管理，精准水肥施用到作物根系周围。不需要施用水肥溶液需要及时关闭档阀，以免作物根系水肥倒流入水肥定量管(4)。考虑土壤通气情况，该装置在土壤水分饱和时，多余的水分可以存储起来回用。为节约水资源，防止水分大量蒸发，通过防蒸发系统可以控制水分蒸发以及其它需氧微生物的气体交换。在需水量大的作物生产中，可以通过管道从作物生长底部补充灌溉。有效的减少水分蒸发，充分利用每一滴水资源。能够防止作物因为水分过多造成的伤害。同时本设备能减少能源的损耗，由土壤水分自动调节水肥的施入。
本发明主要用于土壤或者基质栽培，对于少数植物可用于水培，如水芹、绿萝、吊兰等。在设施蔬菜种植时，一种本发明规格为水肥定量管容积刻度为500ml，种植区(1)体积长宽高分别约50cm、30cm、40cm，储水壁腔(13)宽3cm，半边顶盖(15)25m长、宽30cm、高3cm，中间半圆半径为3cm，侧面插板(17)长25m、宽28cm、厚0.5cm、半圆半径为3cm，放水管、补水管道直径分别为2cm、3cm，其余尺寸适宜即可。种植区(1)内装入土壤种植西红柿，根据西红柿需水需肥规律氮肥300kg/hm2、磷肥(P2O5)180kg/hm2、钾肥(K2O)400kg/hm2，定植前按照基肥为30％氮肥、70％磷肥、30％钾肥加水溶解，装入水肥定量管(4)中，与最高刻度对齐后盖上盖子(11)。然后打开挡阀(12)，当水肥定量管(4)中水面显示不动时，说明土壤水分饱和，关闭挡阀(12)，移栽西红柿苗，盖上半边顶盖(15)。7天后，再次打开挡阀(12)，等水肥全部吸收后关闭挡阀(12)。打开补水管道，水分进入储水壁腔(13)，一定水量后关闭补水管道(3)。通过作物叶面水分蒸发带动土壤水分含量减少，通过底部海绵层(8)等吸收储水壁腔(13)中的水分。再次按照氮肥30％、30％磷肥、30％钾肥与水溶解，装入水肥定量管(4)，在开花期打开直到被完全吸收，关闭挡阀(12)。然后打开补水管道(3)，储水壁腔(13)满了后关闭补水管道(3)。若储水壁腔(13)水分被完全吸干后，每隔10天补充一次水。在第一序果一次性溶解氮肥40％，钾肥70％装入水肥定量管(4)，打开挡阀(12)直到水肥被完全吸收。然后打开补水管道(3)，每隔7天补充一次水。提高西红柿水肥利用率约10％-15％，作物耗水量减少约30％，不产生薄膜污染。
Claims (6)
1.一种水肥定量施用一体种植装置，其特征在于：由种植区(1)、水肥定量管(4)、挡阀(12)、储水壁腔(13)、防蒸发系统组成，其中所述种植区(1)底部为筛网(6)和带孔地板(7)组成，水肥定量管(4)是带刻度方形管(5)和陶瓷圆管(10)组成，所述储水壁腔(13)底部有海绵层(8)、补水管道(3)和放水管(9)。
2.根据权利1中所述的水肥定量施用一体种植装置，其特征在于：所述的水肥定量管(4)由带刻度方形管(5)、陶瓷圆管(10)、盖子(11)组成。
3.根据权利2中所述的水肥定量施用一体种植装置，其特征在于：所述的挡阀(12)由带提手挡板(22)和插槽Ⅱ(24)组成，带提手挡板(22)两侧为橡胶边(23)，上部有提手，插槽Ⅱ(24)在带刻度方形管(5)内靠近储水壁腔(13)，其底部低于管道内表面。
4.根据权利1中所述的水肥定量施用一体种植装置，其特征在于：所述的储水壁腔(13)由种植区(1)三面内外壁中空、底部有海绵层(8)组成。
5.根据权利1中所述的水肥定量施用一体种植装置，其特征在于：所述的防蒸发系统由两级蒸发系统顶部防蒸发和侧面防蒸发组成，其中顶部防蒸发由两个半边盖板(15)插入顶盖插槽(2)形成，顶盖插槽(2)与储水壁腔隔开不通，侧面防蒸发是由两个侧面插板(17)通过侧面插孔(14)形成，半边盖板(15)和侧面插板(17)中间是半圆形。
6.根据权利1中所述的水肥定量施用一体种植装置，其特征在于：水肥溶液通过带刻度方形管(5)预储存。
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