CN211831880U - 基于水位监测的稻田自动灌溉系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了基于水位监测的稻田自动灌溉系统，包括进水部分、气‑液混合部分、测水部分和灌溉部分，所述进水部分包括过滤器、水管和压力泵，所述气‑液混合部分包括微型高压气泵、储气装置和进气管，所述测水部分包括水源测水部分和地表‑地底测水部分，所述水源测水部分包括测水管、电磁片、金属片、浮球和顶座，所述灌溉部分包括主灌溉网和毛细管网，所述毛细管网安装在所述主灌溉网上，在所述毛细管网上连接着所述副气管。本实用新型在土壤中通气，使土壤中的气体含量增加，有利于各种微生物的生长的同时，这些气体也会使土壤形成各种缝隙，有利于土壤形成一个个的空腔结构，极大的有利于作物的根系呼吸作用。

Description

基于水位监测的稻田自动灌溉系统

技术领域

本实用新型涉及灌溉领域，具体涉及基于水位监测的稻田自动灌溉系统。

背景技术

目前，由于人们意识到以往的灌溉中存在水量浪费的现象，因此，开始从传统淹水栽培模式开始逐渐向节水栽培模式转变，如专利(ZL2014200407193)稻田自动化智能灌溉系统，包括提水泵站、农渠、农田灌溉自动控制装置和稻田土壤水分监控装置；一提水泵站，该提水泵站设置在水源侧，包括一个与水源连通的进水池，一个与农渠连通的出水池，一组配备变频电机的提水泵，以及一控制提水泵变频电机启闭的提水泵启闭控制器；提水泵的进水口A、出水口A分别对应进水池和出水池，并在进水池、出水池内分别设置有液位传感器A和液位传感器B，所述液位传感器A和液位传感器B接入提水泵启闭控制器；若干农渠，由干渠以及连通干渠的支渠组成，干渠与出水池直接连通；至少一设置在农田内的稻田土壤水分监控装置，包括一个地下水位观测井，一个设置在地下水位观测井内的液位计，以及一个稻田土壤水分控制器，该稻田土壤水分控制器可根据液位计的输出信号控制提水泵启闭控制器动作；若干农田灌溉自动控制装置，设置在农田与农渠之间，用于根据农田水位将支渠内灌溉水自动灌入农田或切断灌水。其主要是监控地下水来实现间歇性抽水而达到节水效果。

同时，还有其他各种方式来实现节水的，但其原理都差不多，都是基于作物需水量来进行灌溉。但在实际灌溉过程中，受到地区的水蒸发量、天气的阴晴、不同作物需水量的影响，导致单一一种的节水系统无法达到较好的效果。同时，由于化学肥料的使用，杀死了大量的微生物，从而导致土壤板结，致使在灌溉时，水无法迅速渗透入土层中。使水在表面停留时间过长，使蒸发量加大。

实用新型内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种基于水位监测的稻田自动灌溉系统。

根据本申请实施例提供的技术方案，基于水位监测的稻田自动灌溉系统，包括进水部分、气-液混合部分、测水部分和灌溉部分，

所述进水部分包括过滤器、水管和压力泵，在所述过滤器包括外壳和初过滤网，所述外壳为喇叭结构，在所述外壳的下端开口处通过螺丝安装有所述初过滤网，在所述外壳的侧面设有两个侧口，所述侧口上通过螺丝固定着一与所述外壳侧面平行的出砂管，在所述侧口内侧上方的位置通过密封件固定着弹性过滤网，在所述出砂管和弹性过滤网的接触位置通过螺丝安装有环状的磁铁，所述磁铁与所述出砂管的内壁相切，所述过滤器的出水口通过密封连接件与所述水管的一端连接，所述水管的另一端与所述压力泵的进水口通过密封件连接，所述压力泵的出水端连接着一肥料箱，所述肥料箱内通过密封连接件安装有电热管；

所述气-液混合部分包括微型高压气泵、储气装置和进气管，所述微型高压气泵的进气端通过连接件连接在所述储气装置的下端出气口上，所述储气装置包括罐体和进气管，罐体上分有若干层，每层上连接着不同的所述进气管，在所述罐体设有总进气罐盖，在所述总进气罐盖上设有与每层对应的支气管，在若干所述支气管上连接着总进气管，在每个所述支气管的出口端上均安装有一个单向的橡胶气塞，在所述总进气管的开口处安装有二通阀，所述微型高压气泵的输出口上连接着副气管；

所述测水部分包括水源测水部分和地表-地底测水部分，所述水源测水部分包括测水管、电磁片、金属片、浮球和顶座，在所述顶座内安装有电池、感应电路板和信号输出电路板，所述顶座通过螺纹的方式安装在所述测水管的顶部，在所述测水管上设有若干对称的通孔，在每个所述通孔的外侧粘结有电磁线圈，所述电磁线圈连接着所述电磁片，两片对应的所述电磁片位于同一水平面上，在所述测水管内部放置有一个所述浮球，在所述浮球对称的两侧分别固定着一片所述金属片，所述地表-地底测水部分包括土壤水分传感器、数据采集器和无线传输模块，所述数据采集器和无线传输模块分别连接在所述土壤水分传感器的接脚上，

所述灌溉部分包括主灌溉网和毛细管网，所述毛细管网安装在所述主灌溉网上，在所述毛细管网上连接着所述副气管，所述副气管贴合在所述主灌溉网上，所述毛细管网和副气管之间通过二通连接。

本实用新型中，进一步的，所述出砂管的管口处设有可拧开的端盖，端盖上设有呈圆形阵列的出水孔。

本实用新型中，进一步的，所述肥料箱为圆柱形结构，其中部直径为所述压力泵出口直径的2-3倍，在所述肥料箱上方的进料口处安装有进料斗。

本实用新型中，进一步的，所述连接件的内部带有若干个密封圈。

本实用新型中，进一步的，所述浮球和两块所述金属片加起来的长度小于所述两块所述电磁片之间的距离。

本实用新型中，进一步的，所述土壤水分传感器、数据采集器和无线传输模块均安装在一个壳体内，所述数据采集器和无线传输模块互通信号。

本实用新型中，进一步的，还包括生物氮肥器，生物氮肥器包括培养箱、培养层、硝化菌球、中药渣液筒和过水层，在培养箱上方设有一个箱盖，箱盖上设有两个通孔，其中一个通孔中套装有中药渣液筒，在药渣液筒下方位于培养箱设有一层培养层，培养层上放置有若干硝化菌球，培养层与水平面之间呈1⁰-5⁰之间的夹角，在培养层较低的一端设有下液口，在培养层的下方是过水层，过水层的进水端与所述主灌溉网并联。

本实用新型中，进一步的，所述肥料箱的下方放置有一称重称，在所述肥料箱和压力泵与主灌溉网之间通过软性的波纹管件连接。

本实用新型中，进一步的，所述硝化菌球由竹子制成的镂空空心球形并在内部内置硝化菌泥制成。

本实用新型中，进一步的，所述中药渣液筒的下端设有成阵列的漏水孔。

综上所述，本申请的有益效果：

1.采用土壤下方的灌溉方式，极大的减少了自然环境对风的蒸腾作用，进一步的使作物的根系充分吸收水分；

2.在土壤中通气，使土壤中的气体含量增加，有利于各种微生物的生长的同时，这些气体也会使土壤形成各种缝隙，有利于土壤形成一个个的空腔结构，极大的有利于作物的根系呼吸作用；

3.硝化菌-中药渣肥的相互作用，从根本上改善土壤板结的问题，改善化肥、农药对土壤造成的伤害。改善土壤土质，使其可以轮种多种作物。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型的整体系统的俯视结构示意图；

图2为本实用新型中进水部分的结构示意图；

图3为进水部分中过滤器的剖面结构示意图；

图4为本实用新型中测水管的结构示意图；

图5为测水管的仰视结构示意图；

图6为本实用新型中生物氮肥器的结构示意图；

图7为生物氮肥器的剖面结构示意图；

图8为本实用新型中地表-地底测水部分的结构示意图；

图9为本实用新型中副气管与灌溉网之间的结构示意图；

图10为本实用新型中储气装置的结构示意图。

图中标号：

过滤器－1；水管－2；压力泵－3；肥料箱－4；电热管－5；微型高压气泵－6；储气装置－7；副气管－10；测水管－11；电磁片－12；金属片－13；浮球－14；顶座－15；电磁线圈－16；无线传输模块－17；主灌溉网－18；毛细管网－19；进料斗－20；称重称－21；生物氮肥器－30；培养箱－31；培养层－32；硝化菌球－33；中药渣液筒－34；过水层－35；数据采集器－36；土壤水分传感器－45；

外壳－1.1；初过滤网－1.2；出砂管－1.3；弹性过滤网－1.4；磁铁－1.5；

罐体－7.1；进气管－7.2；总进气罐盖－7.3；支气管－7.4；总进气管－7.5。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关实用新型，而非对该实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与实用新型相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

如图1所示，基于水位监测的稻田自动灌溉系统，包括进水部分、气-液混合部分、测水部分和灌溉部分，

如图1所示，所述进水部分包括过滤器1、水管2和压力泵3，在所述过滤器1包括外壳1.1和初过滤网1.2，如图3所示，所述外壳1.1为喇叭结构，在所述外壳1.1的下端开口处通过螺丝安装有所述初过滤网1.2，在所述外壳1.1的侧面设有两个侧口，所述侧口上通过螺丝固定着一与所述外壳1.1侧面平行的出砂管1.3，在所述侧口内侧上方的位置通过密封件固定着弹性过滤网1.4，在所述出砂管1.3和弹性过滤网1.4的接触位置通过螺丝安装有环状的磁铁1.5，所述磁铁1.5与所述出砂管1.3的内壁相切，所述过滤器1的出水口通过密封连接件与所述水管2的一端连接，所述水管2的另一端与所述压力泵3的进水口通过密封件连接，所述压力泵3的出水端连接着一肥料箱4，所述肥料箱4内通过密封连接件安装有电热管5；

所述气-液混合部分包括微型高压气泵6、储气装置7和进气管7.2，所述微型高压气泵6的进气端通过连接件连接在所述储气装置7的下端出气口上，如图10所示，所述储气装置7包括罐体7.1和进气管7.2，罐体7.1上分有若干层，每层上连接着不同的所述进气管7.2，在所述罐体7.1设有总进气罐盖7.3，在所述总进气罐盖7.3上设有与每层对应的支气管7.4，在若干所述支气管7.4上连接着总进气管7.5，在每个所述支气管7.4的出口端上均安装有一个单向的橡胶气塞，在所述总进气管7.5的开口处安装有二通阀，如图9所示，所述微型高压气泵6的输出口上连接着副气管10；而在需要对作物对不同的气体的反应作实验时才需要分开不同层进行加气，在灌溉时，一般都是加入混合气体，也就不需要分层加气。大多数情况下都会加入二氧化碳，二氧化碳有利作物吸收也有利于形成微量的碳酸，改变土壤的板结情况。加入气体的体积可根据实际需要加入，但在实际中，并不需要加入过多的量，以防造成对作物的不利影响，其加入气体的比例一般占据整个灌溉网的1/2-3/4即可。而进气管7.2则是用于给实验时加入不同的气体时用的，设置在不同层的下方。

所述测水部分包括水源测水部分和地表-地底测水部分，如图4和图5所示，所述水源测水部分包括测水管11、电磁片12、金属片13、浮球14和顶座15，在所述顶座15内安装有电池、感应电路板和信号输出电路板，所述顶座15通过螺纹的方式安装在所述测水管11的顶部，在所述测水管11上设有若干对称的通孔，在每个所述通孔的外侧粘结有电磁线圈16，所述电磁线圈16连接着所述电磁片12，两片对应的所述电磁片12位于同一水平面上，在所述测水管11内部放置有一个所述浮球14，在所述浮球14对称的两侧分别固定着一片所述金属片13，如图8所示，所述地表-地底测水部分包括土壤水分传感器45、数据采集器36和无线传输模块17，所述数据采集器36和无线传输模块17分别连接在所述土壤水分传感器45的接脚上，

所述灌溉部分包括主灌溉网18和毛细管网19，所述毛细管网19安装在所述主灌溉网18上，在所述毛细管网19上连接着所述副气管10，所述副气管10贴合在所述主灌溉网18上，所述毛细管网19和副气管10之间通过二通连接。

所述出砂管1.3的管口处设有可拧开的端盖，端盖上设有呈圆形阵列的出水孔。所述肥料箱4为圆柱形结构，其中部直径为所述压力泵出口直径的2-3倍，在所述肥料箱4上方的进料口处安装有进料斗20。所述连接件的内部带有若干个密封圈，防止气体逸出。所述浮球14和两块所述金属片13加起来的长度小于所述两块所述电磁片12之间的距离。如图8所示，所述土壤水分传感器45、数据采集器36和无线传输模块17均安装在一个壳体内，所述数据采集器36和无线传输模块17互通信号。如图6和图7所示，还包括生物氮肥器30，生物氮肥器30包括培养箱31、培养层32、硝化菌球33、中药渣液筒34和过水层35，在培养箱31上方设有一个箱盖，箱盖上设有两个通孔，其中一个通孔中套装有中药渣液筒34，在药渣液筒34下方位于培养箱31设有一层培养层32，培养层32上放置有若干硝化菌球33，培养层32与水平面之间呈1⁰-5⁰之间的夹角，有利于液体流入到过水层35中，由于培养层32中有大量的硝化菌球33，会阻止药渣液直接往下流，同时，被硝化菌球33消化的药渣液会存在一定的粘性，因此，药渣液在落入到过水层35时，都是以滴水的形式落入且会带走一部分繁殖出来的硝化菌，硝化菌球33可以制成多种不同细菌的混合球体，球体本身也是一种供其生存的营养物，而位于硝化菌球33上方的开口可提供氧气和光照，如果需要不需要光照和氧气，可以通过孔塞将该孔塞住。在培养层32较低的一端设有下液口，在培养层32的下方是过水层35，过水层35的进水端与所述主灌溉网18并联。所述肥料箱4的下方放置有一称重称21，在所述肥料箱4和压力泵3与主灌溉网18之间通过软性的波纹管件连接。所述硝化菌球33由竹子制成的镂空空心球形并在内部内置硝化菌泥制成。所述中药渣液筒34的下端设有成阵列的漏水孔。

在本系统中，还有电气控箱部分，其控制着整个系统的具体过程，可以接入智能化的控制模块，可以根据不同的作物的需水量来调节整个系统的工作过程。

测水部分中的水源测水部分和进水部分中的过滤器1均安置于水源中，如机井、池塘中。水源测水部分通过绳子或者其他东西将测水管11固定在过滤器1的侧面，测水管11长100-150cm，至少有80cm位于水面下方，在测水管11上的电磁线圈16均通过导线连接在感应电路板上并通过电池提供电源，且电池同时给感应电路板和信号输出电路板提供电源，信号输出电路板从感应电路板上采集水位信号并通过无线模块或者有线模块进行传输数据，传输到电气控制箱中。

电磁线圈16通过电磁片12将磁场导入到测水管11内，然后金属片13和浮球14的升降切割磁场，产生电流，然后根据电流到达感应电路板的时间或路程从而确定水位的高低。一般相邻的两块电磁片12之间的距离为10cm左右。

地表-地底测水部分大棚田地处的设置深度为0-40mm(实际灌溉时，水分向下渗透，因此，深度不可太深),土壤含水量下限设置为饱和含水量的70％。土壤水分传感器45自动记录水位变化或土壤含水量，根据作物不同生育期的需水规律，当作物水层自然落干至相应下限时，电气控制箱中的决策模块发出指令给灌溉系统，打开电磁阀进行灌溉。此外，该模块可以根据日尺度或小时尺度自动计算作物不同时间尺度的蒸发蒸腾量。

进水时，压力泵3通过过滤器1和水管2将水抽入到肥料箱4中，而可以提前在进料斗20上方放好肥料，然后在灌溉的过程匀速的将肥料落入到肥料箱4中。由于肥料箱4的体积比水管2大，因此，水在肥料箱4中会出现流速减缓的情况，如果在天气较冷时可能会出现上层结冰的现象，因此需要电热管5进行加热，但这种情况较少出现。在南方或者中部地区，可以省略电热管5的存在。而在北方的大棚的灌溉的过程中则需要电热管5。

在肥料箱4下方安装有称重称21，而由于肥料箱4的两端是由于可变形的波纹管进行连接安装的，因此，当需要给作物施肥时，加入肥料的质量可以直接通过称重称21得出，然后加水稀释时，需要先关闭肥料箱4和主灌溉网18之间的阀门，再抽水，当加完水稀释后，打开阀门，再将肥料和水一起灌溉到土壤中。

在本系统中，最重要的理论中，主灌溉网18和毛细管网19均是埋在土壤下方5-10cm处，灌溉前需要通过气-液混合部分在主灌溉网18和毛细管网19中加入气体，加入的气体可以是二氧化碳或者氮气或者其他的混合气体。罐体7.1即是用来实现加入气体的，也可以加入自然气体。先在主灌溉网18和毛细管网19中加入气体后，然后关闭气-液混合部分的电磁阀门，气体充盈在主灌溉网18和毛细管网19中，当灌溉时，水的压力会将气体从毛细管网19的出口压出，让土壤中进入气体，使土壤松散。由于采用土壤下方灌溉，出水口会被土壤堵住，通气也是将土壤松散开，然后在高压水流的冲击下，时间长了，会在出水口处形成一个空洞，下次就不会被土壤堵住。即使因为各种原因再次堵上，也会在气体和高压水流的作用下再次被冲开。只有长时间不灌溉导致土壤板结变硬后，才无法冲开，但此时如果需要种植作物，也需要重新对土壤进行疏松。

在过滤器1中的初过滤网1.2可以将一些较大的杂物过滤掉，如树枝等，由于过滤器会在不同的水源中抽水，甚至会出现抽到鱼等这些水生生物的现象，需要通过初过滤网1.2防止它们进入到水管2中。其他小一些的杂质进入到过滤器1内再通过弹性过滤网1.4进行过滤，由于在抽水时，水的流速并不是稳态恒定的，不恒定的水流会使弹性过滤网1.4偶尔往复的反弹，反弹时与水流的力量所形成的力会让一些附着在弹性过滤网1.4上的杂物被弹到一边，而磁铁1.5则负责将其中的一些铁质杂质吸附到磁铁1.5上，防止这些铁质杂质进入到压力泵3中，损坏压力泵3的使用寿命。

生物氮肥器30并联在主灌溉网18上，主灌溉网18的水通过培养箱31下方的过水层35回到主灌溉网18中。培养箱31中部内凹，从而用于固定培养层32，并在培养层32上放置着硝化菌球33，然后盖上箱盖，并在箱盖上的一个通孔上放置中药渣液筒34。将中药渣粉倒入到其中并加入水，水会将中药渣粉形成悬浮液而缓慢流入到培养层32。硝化菌球33得到其中的营养而繁殖，繁殖的过程中也将这些中药渣悬浮液分解成其他产物，并流入到过水层35中，并慢慢积累和进一步让硝化菌等繁殖和分解中药药渣，直到需要灌溉时，才打开阀门，将其浇灌到土层内，从而有效的改变土壤成分，使其土壤结块现象得到非常有效的改变。被分解后的中药药渣中含有其他微生物所需要的营养成分，也会形成作物需要的氮肥，很好的促进了作物的生长。

由于作物的叶子等也可以吸收水分，如有需要，配合一下一般的浇灌系统即可。而由于大棚中的作物对此的需求较少，因此，一般情况下并不需要。在本系统的各个节点连接处，可以根据需要来选择安装电磁阀，而在计算灌溉量时，可根据测水管11的水位下降和灌溉时间等综合数据进行判断，也可以在灌溉网上安装超声波水表，用以计量灌水量。

以下以信阳和新乡两个地区的田间灌溉试验情况进行对比：

实施例1：

试验区概况：

试验于2018年5月～9月在河南省信阳市农科院进行。试验站年均降雨量800～1200mm，年平均气温15.2℃，年均相对湿度77％，年均日照时数1900～2100h，无霜期平均225d，属亚热带向暖温带过渡区。试验区土壤为水稻土，全氮含量1.29g/kg，全磷含量0.40g/kg，全钾含量1.59g/kg，速效磷含量10.1mg/kg，速效钾含量67.8mg/kg；土壤容重为1.51g/cm3，饱和含水量29.6％。

试验设计

供试材料为该地区种植面积较广的一季中籼迟熟品种冈优188，4月26日播种，旱育秧，5月16日单苗移栽，株行距为20cm×20cm，移栽叶龄为四叶一心，9月20日收获，全生育期148d。设常规灌溉系统(A组)和地底控制灌溉(本系统，B组)两种灌溉方式，控制灌溉除返青期保持0～25mm的水层和黄熟期自然落干以外，其他各生育期均不建立灌溉水层，土壤含水率上限为饱和含水率，分蘖期、拔节孕穗期、抽穗开花期及乳熟期的根层土壤含水率下限取饱和含水率的60％～80％；常规灌溉除分蘖后期晒田和黄熟期自然落干外，其他各生育期建立0～40mm水层(表1)。小区筑埂并用塑料薄膜包裹以防串水串肥，面积60m²，三次重复。

试验方法

观测指标及测定方法：土壤含水率(烘干法，取土深度为0～10cm，10～20cm，20～40cm，40～60cm，60～80cm，80～100cm，分蘖期土壤计划湿润层深度为20cm，拔节孕穗期、抽穗开花期、乳熟期和黄熟期为40cm)，株高(每小区选5穴分别于各生育期定点测量植株高度)，茎蘖动态(每小区测量株高的5穴，返青至拔节孕穗前每隔10天测定单穴分蘖数)，叶面积(分别于返青、分蘖、拔节孕穗、齐穗、乳熟和黄熟期，按每小区茎蘖平均数取50cm×50cm面积的植株，采用比重法测定叶面积指数)，单叶净光合速率(美国LICOR公司生产Li-6400光合仪)，品质指标、蛋白质和氨基酸含量(由农业部食品质量监督检验测定中心(武汉)测定)。每小区单独灌水并用水表记录灌水量，常规灌溉小区安装直径30cm无底加盖测桶，深1m，灌水时桶内水面与田面齐平，定期观测桶内及田面水层深度。日照时数、风速、平均相对湿度、最高温度、最低温度及降雨量等气象资料由当地气象站获得。用水量平衡方程计算全生育期及阶段耗水量，用修正后的Penman-Monteith方程计算参考作物蒸发蒸腾量。

数据处理

表1不同灌溉方式各生育阶段土壤水分控制指标及灌水频次

不同灌溉方式水稻各生育阶段耗水量(mm)及节水百分比(％)

实施例2：

田间试验于2019年5-10月在中国农业科学院农田灌溉研究所七里营试验基地(河南新乡)进行。供试品种选择河南沿黄稻区种植面积较广的常规粳稻品种新稻22。5月中旬播种，6月中旬移栽，株行距13cm×30cm，每穴2苗。土质为沙壤土，耕层有效氮质量分数24.38mg/kg，速效磷质量分数53.68mg/kg，速效钾质量分数158.62mg/kg。年平均气温14.1℃，年平均降雨量为600mm左右，其中7-9月降雨较多，占全年降水量的70％以上。多年平均蒸发量2 000mm左右。

采用灌溉方式和氮素水平两因素处理，裂区设计，其中灌溉方式为主区，氮素水平为副区，共8个处理。两种灌溉方式分别为常规淹水灌溉(W)和控制灌溉(D)，淹水灌溉除分蘖后期晒田，收获前一周断水外，其余生育期(分蘖期、拔节孕穗期、抽穗开花期和籽粒灌浆期)均保持30～40mm水层；控制灌溉除移栽后保持5～20mm水层返青活棵外，其余生育期均不再建立水层，根层土壤水分控制上限为饱和含水率，下限根据不同生育期分别取土壤饱和含水率的60％～80％，即分蘖期60％～70％(前期高，后期低)，拔节孕穗期70％～75％，抽穗开花期75％～80％，乳熟期65％～70％。氮肥使用尿素，氮素水平设低肥(LN，90kg/hm2纯氮)、中肥(MN，180kg/hm2)和高肥(HN，270kg/hm2)三个处理，以不施肥(CK)为对照，基肥：蘖肥：穗肥＝1：1：2,其中穗肥分别于倒四叶和倒二叶叶龄期等量施入；P、K肥同常规栽培，每公顷基施P2O5150kg，K2O 150kg。小区筑埂并用塑料薄膜包裹以防串水串肥，面积325m2，三次重复。每小区单独排灌并用水表计量灌水量。其余管理措施按常规栽培要求实施。

不同灌溉方式水稻各生育阶段耗水量(mm)及节水百分比(％)

从上述两个实施例可以看出，通过本系统灌溉，大大的节约了水资源的浪费。在上述两个实验中，分别都使用了生物氮肥器，但由于其数量数据无法较好量化，都是长时间培养后随用随开，因此，并没有相关数据记录在表中。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理等方案的说明。同时，本申请中所涉及的实用新型范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述实用新型构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (10)

1.基于水位监测的稻田自动灌溉系统，包括进水部分、气-液混合部分、测水部分和灌溉部分，其特征是：

所述进水部分包括过滤器(1)、水管(2)和压力泵(3)，在所述过滤器(1)包括外壳(1.1)和初过滤网(1.2)，所述外壳(1.1)为喇叭结构，在所述外壳(1.1)的下端开口处通过螺丝安装有所述初过滤网(1.2)，在所述外壳(1.1)的侧面设有两个侧口，所述侧口上通过螺丝固定着一与所述外壳(1.1)侧面平行的出砂管(1.3)，在所述侧口内侧上方的位置通过密封件固定着弹性过滤网(1.4)，在所述出砂管(1.3)和弹性过滤网(1.4)的接触位置通过螺丝安装有环状的磁铁(1.5)，所述磁铁(1.5)与所述出砂管(1.3)的内壁相切，所述过滤器(1)的出水口通过密封连接件与所述水管(2)的一端连接，所述水管(2)的另一端与所述压力泵(3)的进水口通过密封件连接，所述压力泵(3)的出水端连接着一肥料箱(4)，所述肥料箱(4)内通过密封连接件安装有电热管(5)；

所述气-液混合部分包括微型高压气泵(6)、储气装置(7)和进气管(7.2)，所述微型高压气泵(6)的进气端通过连接件连接在所述储气装置(7)的下端出气口上，所述储气装置(7)包括罐体(7.1)和进气管(7.2)，罐体(7.1)上分有若干层，每层上连接着不同的所述进气管(7.2)，在所述罐体(7.1)设有总进气罐盖(7.3)，在所述总进气罐盖(7.3)上设有与每层对应的支气管(7.4)，在若干所述支气管(7.4)上连接着总进气管(7.5)，在每个所述支气管(7.4)的出口端上均安装有一个单向的橡胶气塞，在所述总进气管(7.5)的开口处安装有二通阀，所述微型高压气泵(6)的输出口上连接着副气管(10)；

所述测水部分包括水源测水部分和地表-地底测水部分，所述水源测水部分包括测水管(11)、电磁片(12)、金属片(13)、浮球(14)和顶座(15)，在所述顶座(15)内安装有电池、感应电路板和信号输出电路板，所述顶座(15)通过螺纹的方式安装在所述测水管(11)的顶部，在所述测水管(11)上设有若干对称的通孔，在每个所述通孔的外侧粘结有电磁线圈(16)，所述电磁线圈(16)连接着所述电磁片(12)，两片对应的所述电磁片(12)位于同一水平面上，在所述测水管(11)内部放置有一个所述浮球(14)，在所述浮球(14)对称的两侧分别固定着一片所述金属片(13)，所述地表-地底测水部分包括土壤水分传感器(45)、数据采集器(36)和无线传输模块(17)，所述数据采集器(36)和无线传输模块(17)分别连接在所述土壤水分传感器(45)的接脚上，

所述灌溉部分包括主灌溉网(18)和毛细管网(19)，所述毛细管网(19)安装在所述主灌溉网(18)上，在所述毛细管网(19)上连接着所述副气管(10)，所述副气管(10)贴合在所述主灌溉网(18)上，所述毛细管网(19)和副气管(10)之间通过二通连接。

2.根据权利要求1所述的基于水位监测的稻田自动灌溉系统，其特征是：所述出砂管(1.3)的管口处设有可拧开的端盖，端盖上设有呈圆形阵列的出水孔。

3.根据权利要求1所述的基于水位监测的稻田自动灌溉系统，其特征是：所述肥料箱(4)为圆柱形结构，其中部直径为所述压力泵出口直径的2-3倍，在所述肥料箱(4)上方的进料口处安装有进料斗(20)。

4.根据权利要求1所述的基于水位监测的稻田自动灌溉系统，其特征是：所述连接件的内部带有若干个密封圈。

5.根据权利要求1所述的基于水位监测的稻田自动灌溉系统，其特征是：所述浮球(14)和两块所述金属片(13)加起来的长度小于所述两块所述电磁片(12)之间的距离。

6.根据权利要求1所述的基于水位监测的稻田自动灌溉系统，其特征是：所述土壤水分传感器(45)、数据采集器(36)和无线传输模块(17)均安装在一个壳体内，所述数据采集器(36)和无线传输模块(17)互通信号。

7.根据权利要求1所述的基于水位监测的稻田自动灌溉系统，其特征是：还包括生物氮肥器(30)，生物氮肥器(30)包括培养箱(31)、培养层(32)、硝化菌球(33)、中药渣液筒(34)和过水层(35)，在培养箱(31)上方设有一个箱盖，箱盖上设有两个通孔，其中一个通孔中套装有中药渣液筒(34)，在药渣液筒(34)下方位于培养箱(31)设有一层培养层(32)，培养层(32)上放置有若干硝化菌球(33)，培养层(32)与水平面之间呈1°-5°之间的夹角，在培养层(32)较低的一端设有下液口，在培养层(32)的下方是过水层(35)，过水层(35)的进水端与所述主灌溉网(18)并联。

8.根据权利要求1所述的基于水位监测的稻田自动灌溉系统，其特征是：所述肥料箱(4)的下方放置有一称重称(21)，在所述肥料箱(4)和压力泵(3)与主灌溉网(18)之间通过软性的波纹管件连接。

9.根据权利要求7所述的基于水位监测的稻田自动灌溉系统，其特征是：所述硝化菌球(33)由竹子制成的镂空空心球形并在内部内置硝化菌泥制成。

10.根据权利要求7所述的基于水位监测的稻田自动灌溉系统，其特征是：所述中药渣液筒(34)的下端设有成阵列的漏水孔。

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