RU2782272C1

RU2782272C1 - Irrigation method using hydrogels in the soil to draw water from the atmosphere

Info

Publication number: RU2782272C1
Application number: RU2021136898A
Authority: RU
Inventors: Родни РУСКИН
Original assignee: А.И. Инновейшнз Н.В.
Priority date: 2019-05-15
Filing date: 2020-05-13
Publication date: 2022-10-25

Abstract

FIELD: agriculture.

SUBSTANCE: inventions relate to the field of agriculture, in particular to methods and systems for providing irrigation using hydrogels in the soil to draw water into the soil from the surrounding air to provide vegetation. The method includes: ensuring that the cultivated crop is adjacent to the soil or in the area of the soil containing hydrogel; delivery of atmospheric air from the environment to the hydrogel through a tube. The air contains water vapor, which is separated from liquid water and is the main source of moisture, which is delivered to the hydrogel through a tube. At the same time, the hydrogel absorbs at least part of the moisture from the air, and the root system has the ability to absorb part of the moisture absorbed by the hydrogel, despite the absence of added light or added heat above what corresponds to the temperature of the surrounding soil containing the hydrogel. The method includes: delivery of hydrogel to the soil area through a drip line; delivery of atmospheric air from the environment containing moisture to the soil area through a drip line to enable the hydrogel to absorb moisture. Air is separated from liquid water and is the main source of moisture, which is delivered to the hydrogel through a drip line. The method contains one or more drip lines, including: delivery of hydrogel through one or more drip lines to the soil area; delivery of atmospheric air from the environment to the hydrogel through one or more drip lines, and the air contains water vapor, which is separated from liquid water and is the main source of moisture, which is delivered to the hydrogel through one or more drip lines.

EFFECT: methods provide improvement of agricultural and landscape technology.

23 cl, 3 dwg

Description

Перекрестная ссылка на родственную(ые) заявку(и)Cross-reference to related application(s)

[0001] Данная патентная заявка испрашивает приоритет и преимущество предварительной заявки США с регистрационным номером 62/848467, поданной 15 мая 2019 г. под названием «Способ орошения с использованием гидрогелей в почве для втягивания воды из атмосферы» (METHOD TO IRRIGATE USING HYDROGELS IN THE SOIL TO DRAW WATER FROM THE ATMOSPHERE), полное содержание которой включено в данный документ посредством ссылки.[0001] This patent application claims the priority and benefit of U.S. Provisional Application Serial No. 62/848467 filed May 15, 2019 titled "METHOD TO IRRIGATE USING HYDROGELS IN THE SOIL TO DRAW WATER FROM THE ATMOSPHERE), the entire contents of which are incorporated herein by reference.

Область техникиTechnical field

[0002] Данное изобретение в целом относится к способам и системам обеспечения орошения с использованием гидрогелей в почве для втягивания воды в почву из окружающего воздуха для предоставления растительности.[0002] This invention relates generally to methods and systems for providing irrigation using hydrogels in soil to draw water into the soil from ambient air to provide vegetation.

Уровень техникиState of the art

[0003] Капельные линии или оросительные линии оросительной системы могут быть использованы для доставки воды растениям, посевам, растительности, деревьям и/или другой зеленой растительности. Кроме того, гидрогели могут быть размещены вблизи корневой системы растений, посевов, растительности, деревьев и/или другой зеленой растительности (например, могут быть помещены в почву) для улучшения доставки воды к корневой системе.[0003] Drip lines or irrigation lines of an irrigation system may be used to deliver water to plants, crops, vegetation, trees, and/or other green vegetation. In addition, hydrogels can be placed near the root system of plants, crops, vegetation, trees, and/or other green vegetation (eg, can be placed in soil) to improve water delivery to the root system.

[0004] Гидрогель представляет собой сетку из полимерных цепочек, которые являются гидрофильными, что означает, что полимерные цепочки имеют тенденцию смешиваться с водой, растворяться в воде или смачиваться водой, находящейся поблизости к ним. Такая сетка полимерных цепочек может быть образована в виде коллоидного геля, в котором вода является дисперсионной средой.[0004] A hydrogel is a network of polymer chains that are hydrophilic, which means that the polymer chains tend to mix with water, dissolve in water, or be wetted by water in their vicinity. Such a network of polymer chains can be formed in the form of a colloidal gel in which water is the dispersion medium.

[0005] Трехмерное твердое вещество может быть образовано гидрофильными полимерными цепочками, удерживаемыми вместе за счет поперечных связей. Трехмерная сетка гидрофильных полимеров может набухать при погружении в воду из-за их гидрофильной природы. То есть, трехмерная сетка может удерживать относительно высокое количество воды, одновременно сохраняя структуру благодаря химическому или физическому поперечному связыванию отдельных полимерных цепочек.[0005] The three-dimensional solid may be formed by hydrophilic polymer chains held together by cross-links. A three-dimensional network of hydrophilic polymers can swell when immersed in water due to their hydrophilic nature. That is, a three-dimensional network can hold a relatively high amount of water while maintaining structure due to the chemical or physical cross-linking of individual polymer chains.

[0006] Из-за присущих гидрогелям поперечных связей между полимерными цепочками структурная целостность сетки гидрогеля некоторых гидрогелей может плохо растворяться, даже несмотря на поглощение воды в высокой концентрации. Например, гидрогели могут представлять собой хорошо абсорбирующие природные или синтетические полимерные сетки (например, при насыщении могут содержать свыше 90% воды).[0006] Due to the inherent cross-linking of polymer chains in hydrogels, the structural integrity of the hydrogel network of some hydrogels may be difficult to dissolve, even though high concentrations of water are absorbed. For example, hydrogels may be highly absorbent natural or synthetic polymer networks (eg, may contain over 90% water when saturated).

Сущность изобретенияThe essence of the invention

[0007] Варианты осуществления, описанные в настоящем документе, обеспечивают улучшение сельскохозяйственной и ландшафтной технологии.[0007] The embodiments described herein provide improvements in agricultural and landscape technology.

[0008] В соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения предложен способ доставки воды к корневой системе выращиваемой культуры, и этот способ включает создание условий для нахождения выращиваемой культуры по соседству с почвой или в области почвы, содержащей гидрогель, и доставку воздуха к гидрогелю.[0008] In accordance with embodiments of the present invention, a method is provided for delivering water to the root system of a crop, and the method includes arranging the crop to be adjacent to soil or in a soil region containing a hydrogel and delivering air to the hydrogel.

[0009] Способ также может включать смешение некоторого количества гидрогеля с некоторым количеством почвы с получением почвы, содержащей гидрогель, где создание условий для нахождения выращиваемой культуры по соседству с почвой или в области почвы, содержащей гидрогель, включает высадку культуры или семян в почву или по соседству с почвой, содержащей гидрогель.[0009] The method may also include mixing an amount of hydrogel with an amount of soil to form a soil containing the hydrogel, wherein conditioning the crop to be grown adjacent to the soil or in an area of the soil containing the hydrogel includes planting the crop or seeds in or over the soil. adjacent to soil containing hydrogel.

[0010] Доставка воздуха к гидрогелю может включать принудительную подачу воздуха через трубку в почве.[0010] Delivery of air to the hydrogel may include forcing air through a tube in the soil.

[0011] Трубка в почве может быть расположена под почвой, содержащей гидрогель.[0011] The tube in the soil may be located under the soil containing the hydrogel.

[0012] Способ также может включать доставку гидрогеля в область почвы путем принудительной подачи гидрогеля через первую трубку в почве.[0012] The method may also include delivering the hydrogel to the soil region by forcing the hydrogel through a first tube in the soil.

[0013] Принудительная подача гидрогеля через первую трубку может включать перекачивание гидрогеля с помощью насоса.[0013] Forcing the hydrogel through the first tube may include pumping the hydrogel with a pump.

[0014] Насос может включать модифицированный насос для жидких удобрений, который выполнен с возможностью перекачивать гидрогель.[0014] The pump may include a modified liquid fertilizer pump that is configured to pump a hydrogel.

[0015] Доставка воздуха к гидрогелю может включать принудительную подачу воздуха через вторую трубку, расположенную в почве под первой трубкой.[0015] Delivery of air to the hydrogel may include forcing air through a second tube located in the soil below the first tube.

[0016] Способ также может включать доставку гидрогеля в область почвы путем принудительной подачи гидрогеля через трубку в почве, причем доставка воздуха к гидрогелю включает принудительную подачу воздуха через трубку.[0016] The method may also include delivering the hydrogel to a soil region by forcing the hydrogel through a tube in the soil, wherein delivering air to the hydrogel includes forcing air through the tube.

[0017] Трубка в почве может включать капельную линию оросительной системы.[0017] The tube in the soil may include a drip line of an irrigation system.

[0018] Способ также может включать смешение воды с воздухом и доставку воды и воздуха к гидрогелю.[0018] The method may also include mixing water with air and delivering water and air to the hydrogel.

[0019] Способ также может включать доставку любого компонента из числа воды, наноглины, сельскохозяйственных химикатов и/или питательных веществ для растений в область, прилегающую к выращиваемой культуре.[0019] The method may also include delivering any of the water, nanoclay, agricultural chemicals, and/or plant nutrients to an area adjacent to the crop being grown.

[0020] Гидрогель, воздух и любой компонент из числа воды, наноглины, сельскохозяйственных химикатов и/или питательных веществ для растений могут быть доставлены в область, прилегающую к выращиваемой культуре, через общую капельную линию оросительной системы.[0020] The hydrogel, air, and any component of water, nanoclay, agricultural chemicals, and/or plant nutrients can be delivered to the area adjacent to the crop through a common drip line of the irrigation system.

[0021] В соответствии с другими вариантами осуществления настоящего изобретения предложен способ орошения выращиваемых культур, и этот способ включает доставку гидрогеля в область почвы через капельную линию и доставку воздуха, содержащего влагу, в область почвы через капельную линию, давая возможность гидрогелю абсорбировать влагу.[0021] In accordance with other embodiments of the present invention, a method for irrigating crops is provided, and the method includes delivering a hydrogel to a soil region through a drip line, and delivering air containing moisture to the soil region through a drip line, allowing the hydrogel to absorb moisture.

[0022] В соответствии с еще одними вариантами осуществления настоящего изобретения предложен способ орошения выращиваемых культур с использованием оросительной системы, включающей одну или несколько капельных линий, и этот способ включает доставку гидрогеля через одну или несколько капельных линий в область почвы и доставку воздуха к гидрогелю через одну или несколько капельных линий.[0022] In accordance with still other embodiments of the present invention, a method is provided for irrigating crops using an irrigation system including one or more drip lines, and this method includes delivering a hydrogel through one or more drip lines to a soil region and delivering air to the hydrogel through one or more drip lines.

[0023] Гидрогель может быть доставлен в область почвы через первую капельную линию из одной или нескольких капельных линий, и воздух может быть доставлен к гидрогелю через вторую капельную линию из одной или нескольких капельных линий.[0023] The hydrogel may be delivered to the soil region via a first drip line of one or more drip lines, and air may be delivered to the hydrogel via a second drip line of one or more drip lines.

[0024] Вторая капельная линия может быть расположена под первой капельной линией.[0024] The second drip line may be located below the first drip line.

[0025] Доставка гидрогеля через одну или несколько капельных линий в область почвы может включать перекачивание гидрогеля с помощью насоса оросительной системы.[0025] Delivery of the hydrogel through one or more drip lines to the soil area may include pumping the hydrogel with an irrigation system pump.

[0026] Способ также может включать модификацию насоса для жидких удобрений оросительной системы, и доставка гидрогеля через одну или несколько капельных линий в область почвы может включать перекачивание гидрогеля с помощью насоса для жидких удобрений.[0026] The method may also include modifying the liquid fertilizer pump of the irrigation system, and delivering the hydrogel through one or more drip lines to the soil area may include pumping the hydrogel with the liquid fertilizer pump.

[0027] Таким образом, варианты осуществления настоящего изобретения позволяют использовать незначительно модифицированную систему подповерхностного орошения для доставки в почву как гидрогеля, так и воздуха через капельные линии оросительной системы, тем самым давая возможность гидрогелю абсорбировать влагу из воздуха и, в свою очередь, давая возможность корневой структуре вблизи капельных линий впитывать воду, захваченную гидрогелем.[0027] Thus, embodiments of the present invention allow the use of a slightly modified subsurface irrigation system to deliver both hydrogel and air to the soil through the drip lines of the irrigation system, thereby allowing the hydrogel to absorb moisture from the air and, in turn, allowing root structure near the drip lines to absorb the water captured by the hydrogel.

Краткое описание чертежейBrief description of the drawings

[0028] Неограничивающие и неисчерпывающие варианты осуществления настоящих вариантов описаны со ссылкой на следующие фигуры, на которых одинаковые ссылочные позиции на разных видах относятся к одинаковым частям, если не указано иное.[0028] Non-limiting and non-limiting embodiments of the present embodiments are described with reference to the following figures, in which like reference numerals throughout different views refer to like parts unless otherwise indicated.

[0029] ФИГ. 1 показывает вид в плане оросительной системы в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.[0029] FIG. 1 shows a plan view of an irrigation system in accordance with some embodiments of the present invention.

[0030] ФИГ. 2 показывает вид в поперечном сечении части оросительной системы ФИГ. 1, полученный вдоль линии II-II’.[0030] FIG. 2 shows a cross-sectional view of a portion of the irrigation system of FIG. 1 taken along the line II-II'.

[0031] ФИГ. 3 показывает вид в поперечном сечении части оросительной системы ФИГ. 1, полученный вдоль линии III-III’.[0031] FIG. 3 shows a cross-sectional view of a portion of the irrigation system of FIG. 1 taken along line III-III'.

[0032] Соответствующие ссылочные позиции указывают на соответствующие компоненты на всех нескольких видах чертежей. Специалисту будет понятно, что элементы на фигурах проиллюстрированы для простоты и ясности и не обязательно выполнены в масштабе. Например, размеры некоторых элементов, слоев и областей на фигурах могут быть увеличены по сравнению с другими элементами, слоями и областями, чтобы улучшить ясность и понимание разных вариантов осуществления. Кроме того, общие, но хорошо понятные элементы и части, не относящиеся к описанию вариантов осуществления, могут быть не показаны, чтобы сделать менее затрудненным обзор этих разных вариантов осуществления и сделать описание четким.[0032] Respective reference numbers indicate respective components throughout the several views of the drawings. The person skilled in the art will appreciate that the elements in the figures are illustrated for simplicity and clarity and are not necessarily drawn to scale. For example, some elements, layers, and regions in the figures may be enlarged compared to other elements, layers, and regions to improve clarity and understanding of various embodiments. In addition, common but well-understood elements and parts not related to the description of the embodiments may be omitted to make it less difficult to review these different embodiments and to make the description clear.

Подробное описаниеDetailed description

[0033] Признаки изобретательской концепции и способы ее реализации можно легче понять, если обратиться к подробному описанию вариантов осуществления и прилагаемым чертежам. Далее варианты осуществления описаны более подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи. Описанные варианты осуществления, однако, могут быть реализованы в разных других формах и не должны толковаться как ограниченные только приведенными здесь вариантами. Скорее эти варианты осуществления представлены в качестве примеров, чтобы данное изобретение было исчерпывающим и полным и целиком передавало аспекты и признаки настоящей изобретательской концепции специалистам в данной области. Соответственно, процессы, элементы и методы, которые не нужны специалистам в данной области техники для полного понимания аспектов и признаков настоящей изобретательской концепции, могут быть не описаны.[0033] The features of the inventive concept and how to implement it can be more easily understood by referring to the detailed description of the embodiments and the accompanying drawings. The following embodiments are described in more detail with reference to the accompanying drawings. The described embodiments, however, may be implemented in various other forms and should not be construed as being limited to the embodiments presented herein. Rather, these embodiments are provided by way of example so that the present invention is complete and complete and fully conveys the aspects and features of the present inventive concept to those skilled in the art. Accordingly, processes, elements and methods that are not needed by those skilled in the art to fully understand the aspects and features of the present inventive concept may not be described.

[0034] Если не указано иное, одинаковые ссылочные позиции обозначают одинаковые элементы на всех прилагаемых чертежах и в письменном описании, и, следовательно, их описания не будут повторяться. Кроме того, части, не относящиеся к описанию вариантов осуществления, могут быть не показаны, чтобы сделать описание ясным. На чертежах относительные размеры элементов, слоев и областей могут быть увеличены для ясности.[0034] Unless otherwise indicated, like reference numerals designate like elements throughout the accompanying drawings and in the written description, and therefore their descriptions will not be repeated. In addition, parts not related to the description of the embodiments may be omitted to make the description clear. In the drawings, the relative sizes of elements, layers, and regions may be exaggerated for clarity.

[0035] В подробном описании для объяснения изложены многочисленные конкретные детали, чтобы обеспечить полное понимание разных вариантов осуществления. Однако очевидно, что разные варианты могут быть реализованы без этих конкретных деталей или с одним или несколькими эквивалентными устройствами. В других случаях хорошо известные структуры и устройства показаны в виде блок-схемы, чтобы избежать ненужного затруднения понимания разных вариантов осуществления.[0035] In the detailed description, for purposes of explanation, numerous specific details are set forth in order to provide a thorough understanding of the various embodiments. However, it is clear that various embodiments may be implemented without these specific details, or with one or more equivalent devices. In other instances, well-known structures and devices are shown in block diagram form to avoid unnecessary obstruction of the various embodiments.

[0036] Следует понимать, что, хотя термины «первый», «второй», «третий» и т.д. могут быть использованы в изобретении для описания разных элементов, компонентов, областей, слоев и/или секций, эти элементы, компоненты, области, слои и/или секции не должны быть ограничены этими терминами. Эти термины используют для отличия одного элемента, компонента, области, слоя или секции от другого элемента, компонента, области, слоя или секции. Таким образом, первый элемент, компонент, область, слой или секция, описанные ниже, можно было бы назвать вторым элементом, компонентом, областью, слоем или секцией, не выходя за рамки сущности и объема настоящего раскрытия.[0036] It should be understood that although the terms "first", "second", "third", etc. may be used in the invention to describe different elements, components, regions, layers and/or sections, these elements, components, regions, layers and/or sections should not be limited by these terms. These terms are used to distinguish one element, component, region, layer, or section from another element, component, region, layer, or section. Thus, a first element, component, region, layer, or section described below could be referred to as a second element, component, region, layer, or section, without departing from the spirit and scope of the present disclosure.

[0037] Используемая в изобретении терминология предназначена только для описания конкретных вариантов осуществления и не предназначена для ограничения настоящего изобретения. Используемые здесь формы единственного числа «a» и «an», как подразумевается, также включают формы множественного числа, если контекст явно не указывает на иное. Также будет понятно, что термины «содержит», «содержащий», «имеет», «имеющий», «включает» и «включающий», когда их используют в данном описании, определяют наличие заявленных признаков, целых чисел, стадий, операций, элементов и/или компонентов, но не препятствуют присутствию или добавлению одного или нескольких других признаков, целых чисел, стадий, операций, элементов, компонентов и/или их групп. Используемый здесь термин «и/или» включает любые и все комбинации одного или нескольких связанных перечисленных элементов.[0037] The terminology used in the invention is only intended to describe specific embodiments and is not intended to limit the present invention. The singular forms "a" and "an" as used herein are also intended to include the plural forms, unless the context clearly indicates otherwise. It will also be understood that the terms "comprises", "comprising", "has", "having", "includes" and "comprising", when used in this description, determine the presence of the claimed features, integers, steps, operations, elements and/or components, but do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, and/or groups thereof. As used herein, the term "and/or" includes any and all combinations of one or more related listed items.

[0038] В изобретении термин «по существу», «примерно», «приблизительно» и аналогичные термины используют как термины приближения, а не как термины степени, и предназначены для учета присущих отклонений в измеренных или вычисленных значениях, которые признаны специалистами в данной области техники. «Примерно» или «приблизительно», как используется в изобретение, включает указанное значение и означает нахождение в пределах допустимого интервала отклонения для конкретного значения, определенного специалистом в данной области, с учетом рассматриваемого измерения и ошибки, связанной с измерением конкретной величины (то есть, с ограничением системы измерения). Например, «приблизительно» может означать в пределах одного или нескольких стандартных отклонений или в пределах ±30%, 20%, 10%, 5% от указанного значения. Кроме того, использование слова «может» при описании вариантов настоящего изобретения относится к «одному или нескольким вариантам осуществления настоящего изобретения».[0038] In the invention, the terms "substantially", "about", "approximately" and similar terms are used as terms of approximation, and not as terms of degree, and are intended to account for inherent deviations in measured or calculated values, which are recognized by experts in this field technology. "About" or "approximately" as used in the invention includes the specified value and means being within the tolerance range for a particular value, as determined by one skilled in the art, given the measurement in question and the error associated with the measurement of the particular quantity (i.e., with the limitation of the measurement system). For example, "about" may mean within one or more standard deviations, or within ±30%, 20%, 10%, 5% of the specified value. In addition, the use of the word "may" when describing embodiments of the present invention refers to "one or more embodiments of the present invention".

[0039] Когда определенный вариант осуществления может быть реализован по-другому, конкретный порядок выполнения процесса может отличаться от описанного порядка. Например, два последовательно описанных процесса могут быть выполнены по существу в одно и то же время или выполнены в порядке, противоположном описанному порядку.[0039] When a particular embodiment may be implemented differently, the specific order in which the process is performed may differ from the order described. For example, two sequentially described processes may be performed at substantially the same time, or performed in the opposite order of the described order.

[0040] Если не указано иное, все используемые в изобретении термины (включая технические и научные термины) имеют то же значение, которое обычно понимается специалистом в данной области техники, к которой принадлежит настоящая концепция изобретения. Также следует понимать, что термины, такие как термины, которые определены в обычно используемых словарях, следует интерпретировать как имеющие значение, которое согласуется с их значением в контексте соответствующей области техники и/или настоящего описания и не должны быть интерпретированы в идеализированном или чрезмерно формальном смысле, если здесь это прямо не определено.[0040] Unless otherwise indicated, all terms used in the invention (including technical and scientific terms) have the same meaning as generally understood by a person skilled in the art to which the present inventive concept belongs. It should also be understood that terms, such as terms that are defined in commonly used dictionaries, should be interpreted as having a meaning that is consistent with their meaning in the context of the relevant art and/or the present disclosure and should not be interpreted in an idealized or overly formal sense. , unless it is explicitly defined here.

[0041] Некоторые варианты осуществления настоящего изобретения предлагают механизм прокачки воздуха, воды, питательных веществ, гипса, наноглины, удобрения и/или гидрогелей через общую капельную линию или оросительную линию для надземных или подповерхностных капельных применений (например, через общую капельную линию или оросительную линию для подачи питательных веществ и/или воды к зеленой растительности, которая может находиться или над землей, или в земле).[0041] Some embodiments of the present invention provide a mechanism for pumping air, water, nutrients, gypsum, nanoclay, fertilizer, and/or hydrogels through a common drip line or irrigation line for aboveground or subsurface drip applications (e.g., through a common drip line or irrigation line to supply nutrients and/or water to green vegetation, which may be either above ground or in the ground).

[0042] Как упоминалось выше, гидрогели обладают способностью впитывать и удерживать влагу. Соответственно, некоторое количество гидрогеля может набухать при погружении в воду. Более того, некоторые гидрогели могут захватывать некоторое количество воды при воздействии влажного воздуха. То есть, некоторые гидрогели могут впитывать влагу из-за воздействия влажного воздуха. Кроме того, когда гидрогели помещают около корневой структуры, корневая система способна медленно извлекать воду из гидрогелей.[0042] As mentioned above, hydrogels have the ability to absorb and retain moisture. Accordingly, some of the hydrogel may swell when immersed in water. Moreover, some hydrogels can trap some water when exposed to moist air. That is, some hydrogels can absorb moisture due to exposure to moist air. In addition, when the hydrogels are placed near the root structure, the root system is able to slowly extract water from the hydrogels.

[0043] Однако простое выливание гидрогеля на землю может не позволить гидрогелю эффективно проникать в почву. Кроме того, гидрогели обычно имеют ожидаемый срок службы, ориентировочно, приблизительно четыре-пять лет после помещения в почву. Более того, гидрогели, как правило, дороги. Соответственно, гидрогели могут быть более практичными для однолетних культур, поскольку может оказаться невозможным выкопать или выкорчевать дерево для предоставления дополнительного гидрогеля по прошествии четырех-пяти лет, когда первоначальный гидрогель частично утратил свою эффективность.[0043] However, simply pouring the hydrogel onto the ground may prevent the hydrogel from effectively penetrating into the soil. In addition, hydrogels typically have an expected lifespan of approximately four to five years after being placed in soil. Moreover, hydrogels tend to be expensive. Accordingly, hydrogels may be more practical for annual crops, as it may not be possible to dig up or uproot a tree to provide additional hydrogel after four to five years, when the original hydrogel has lost some of its effectiveness.

[0044] Таким образом, обычно требуется определенная степень усилий и затрат для эффективного распределения гидрогелей в почве для его эффективного использования намеченной культурой и для поддержания желаемого количества гидрогеля в почве с течением времени. Соответственно, могут существовать некоторые преимущества, обеспечиваемые некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения, в которых гидрогели могут быть добавлены в почву через систему подповерхностного капельного орошения. То есть, некоторые гидрогели можно вводить способом, аналогичным введению удобрения в капельную линию согласно некоторым вариантам настоящего изобретения. Используя подповерхностную капельную систему для добавления гидрогеля в почву, истощенные количества гидрогеля, которые в противном случае могут быть потеряны с течением времени, могут быть заменены без дополнительных капитальных затрат.[0044] Thus, a certain degree of effort and expense is usually required to effectively distribute hydrogels in the soil for efficient use by the target crop and to maintain the desired amount of hydrogel in the soil over time. Accordingly, there may be some advantages provided by some embodiments of the present invention, in which hydrogels can be added to the soil through a subsurface drip irrigation system. That is, some hydrogels can be administered in a manner analogous to the introduction of fertilizer into a drip line according to some embodiments of the present invention. By using a subsurface drip system to add hydrogel to the soil, depleted amounts of hydrogel that may otherwise be lost over time can be replaced without additional capital cost.

[0045] Кроме того, поскольку гидрогели могут быть использованы для отделения влаги в воде от воздуха, проходящего через гидрогели или в непосредственной близости от них, некоторые варианты осуществления настоящего изобретения обеспечивают способ и структуру для подачи воздуха через систему подповерхностного капельного орошения. То есть, та же капельная линия, которую используют для введения гидрогелей в близлежащую почву, или даже другая капельная линия, может быть использована для доставки воздуха к участкам почвы, включающим гидрогели. Соответственно, одна общая капельная линия, которая может быть использована для первоначальной доставки одного или нескольких гидрогелей, затем может быть использована для доставки воздуха. Поскольку воздух, вытекающий из капельного водовыпуска капельной линии, может быть доставлен так, что он проходит мимо гидрогеля, над гидрогелем или через гидрогель, который добавлен в почву через ту же капельную линию, гидрогель может поглощать воду, присутствующую в воздухе в виде водяных паров/влаги. Соответственно, гидрогели могут абсорбировать влагу из воздуха, предоставляемого системой капельного орошения, так что расположенная рядом растительность может иметь доступ к влаге, поглощаемой и удерживаемой гидрогелями.[0045] In addition, since hydrogels can be used to separate moisture in water from air passing through or in close proximity to hydrogels, some embodiments of the present invention provide a method and structure for introducing air through a subsurface drip irrigation system. That is, the same drip line that is used to introduce hydrogels into nearby soil, or even a different drip line, can be used to deliver air to areas of soil containing hydrogels. Accordingly, one common drip line, which can be used to initially deliver one or more hydrogels, can then be used to deliver air. Since the air flowing from the drip outlet of the drip line can be delivered so that it passes past the hydrogel, over the hydrogel, or through the hydrogel that is added to the soil through the same drip line, the hydrogel can absorb water present in the air in the form of water vapour/ moisture. Accordingly, the hydrogels can absorb moisture from the air provided by the drip irrigation system so that nearby vegetation can access the moisture absorbed and retained by the hydrogels.

[0046] ФИГ. 1 показывает вид в плане оросительной системы в соответствии некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения. ФИГ. 2 показывает вид в поперечном сечении части оросительной системы ФИГ. 1, полученный вдоль линии II-II’. ФИГ. 3 показывает вид в поперечном сечении части оросительной системы ФИГ. 1, полученный вдоль линии III-III’.[0046] FIG. 1 shows a plan view of an irrigation system in accordance with some embodiments of the present invention. FIG. 2 shows a cross-sectional view of a portion of the irrigation system of FIG. 1 taken along the line II-II'. FIG. 3 shows a cross-sectional view of a portion of the irrigation system of FIG. 1 taken along line III-III'.

[0047] Что касается ФИГ. 1, 2 и 3, то оросительная система 100 в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения включает множество капельных линий 110, каждая из которых имеет один или несколько капельных водовыпусков 120, для доставки воды, питательных веществ, гипса, наноглины, сельскохозяйственных химикатов, гидрогелей и/или воздуха к соответствующей корневой системе 130 соответствующих выращиваемых культур или растительности 140. Как используется в изобретении, термин «выращиваемая культура» или «выращиваемые культуры» может относится ко всему в растительном мире (растения, цветы, деревья, листва растений и др.). Оросительная система 100 может иметь первый вход 170, соединенный с источником воды (например, водяным насосом) 150, который, в свою очередь соединен с выходом 175 для доставки воды к растительности 140 через капельные линии 110.[0047] Referring to FIG. 1, 2, and 3, an irrigation system 100, in accordance with some embodiments of the present invention, includes a plurality of drip lines 110, each with one or more drip outlets 120, to deliver water, nutrients, gypsum, nanoclay, agricultural chemicals, hydrogels. and/or air to the respective root system 130 of the respective cultivated crops or vegetation 140. As used in the invention, the term "growing crop" or "growing crops" can refer to everything in the plant kingdom (plants, flowers, trees, plant foliage, etc. ). Irrigation system 100 may have a first inlet 170 connected to a water source (e.g., a water pump) 150, which in turn is connected to an outlet 175 to deliver water to vegetation 140 via drip lines 110.

[0048] Оросительная система 100 также может иметь второй вход 180, который соединен с источником (например, насосом или инжектором) 160 для доставки питательных веществ, гипса, наноглины, сельскохозяйственных химикатов, гидрогелей и/или воздуха к растительности 140 через капельные линии 110. В некоторых вариантах осуществления первый вход 170 и второй вход 180 могут быть соединены со смесителем 190, который может быть использован для смешения воды, например, с воздухом, перед пропусканием смеси через выход 175 и через капельные линии 110.[0048] Irrigation system 100 may also have a second inlet 180 that is connected to a source (e.g., pump or injector) 160 to deliver nutrients, gypsum, nanoclay, agricultural chemicals, hydrogels, and/or air to vegetation 140 via drip lines 110. In some embodiments, first inlet 170 and second inlet 180 may be connected to a mixer 190, which may be used to mix water, such as air, before passing the mixture through outlet 175 and through drip lines 110.

[0049] Следует отметить, что другие варианты осуществления настоящего изобретения могут включать смеситель, имеющий множество входов и множество насосов и/или инжекторов соответственно для доставки разных материалов (например, гидрогелей и воздуха) в капельные линии 110. Кроме того, смеситель 190, входы 170 и 180 и/или источники 150 и 160 можно контролировать так, чтобы разные материалы (например, вода, воздух и гидрогели) могли быть доставлены в капельные линии 110 по отдельности. Более того, гипс, наноглина и/или другие сельскохозяйственные химикаты могут быть добавлены к материалу гидрогеля или к смеси, содержащей гидрогель и воду, чтобы быть поданными через капельные линии 110. Соответственно, гидрогель может действовать как носитель для сельскохозяйственных химикатов, подаваемых с помощью капельной линии 110 для доставки к корневым системам 130 растительности 140.[0049] It should be noted that other embodiments of the present invention may include a mixer having multiple inlets and multiple pumps and/or injectors, respectively, to deliver different materials (e.g., hydrogels and air) to drip lines 110. In addition, mixer 190, inputs 170 and 180 and/or sources 150 and 160 can be controlled so that different materials (eg, water, air, and hydrogels) can be delivered to drip lines 110 separately. Moreover, gypsum, nanoclay and/or other agricultural chemicals can be added to the hydrogel material or to a mixture containing the hydrogel and water to be delivered through the drip lines 110. Accordingly, the hydrogel can act as a carrier for the agricultural chemicals delivered via the drip lines 110 for delivery to root systems 130 of vegetation 140.

[0050] Соответственно, один или несколько гидрогелей и воздух могут быть доставлены к растительности 140 через один и тот же выход 175 и через одни и те же капельные линии 110, которые могут быть использованы для доставки воды (например, через одни и те же капельные водовыпуски 120). Соответственно, некоторые варианты настоящего изобретения позволяют доставлять гидрогель через существующую капельную линию 110 оросительной системы 100 к области 125 в почве 135 (см. ФИГ. 2 и 3), которая прилегает к корневой системе 130 растения 140.[0050] Accordingly, one or more hydrogels and air may be delivered to vegetation 140 through the same outlet 175 and through the same drip lines 110 that may be used to deliver water (e.g., through the same drip lines). outlets 120). Accordingly, some embodiments of the present invention allow the hydrogel to be delivered through an existing drip line 110 of irrigation system 100 to an area 125 in soil 135 (see FIGS. 2 and 3) that is adjacent to the root system 130 of plant 140.

[0051] Так как корневая система 130 рядом с областью 125 почвы 135, к которой доставляют гидрогель, может поглощать воду, которую удерживает гидрогель за счет доставки к гидрогелю атмосферного воздуха из окружающей среды, причем воздух отделен от жидкой воды и является основным источником влаги, оросительная система 100 некоторых вариантов осуществления может сокращать или исключать необходимость подачи столько же жидкой воды, или даже любой жидкой воды вообще, из источника воды 150, для того, чтобы гарантировать, что корневая структура 130 получает достаточное количество гидратации, поскольку гель способен абсорбировать по меньшей мере часть влаги из воздуха. Соответственно, оросительная система 100 может исключить необходимость в резервной капельной линии, которая в противном случае использовалась бы исключительно для доставки воды.[0051] Since the root system 130 near the region 125 of the soil 135 to which the hydrogel is delivered can absorb the water that the hydrogel retains by delivering atmospheric air from the environment to the hydrogel, the air being separated from the liquid water and being the main source of moisture, the irrigation system 100 of some embodiments may reduce or eliminate the need to supply the same amount of liquid water, or even any liquid water at all, from the water source 150 in order to ensure that the root structure 130 receives a sufficient amount of hydration, since the gel is able to absorb at least least part of the moisture from the air. Accordingly, irrigation system 100 can eliminate the need for a backup drip line that would otherwise be used solely for water delivery.

[0052] Кроме того, в соответствии с вариантами, показанными на ФИГ. 1, 2 и 3, и/или в соответствии с другими вариантами осуществления настоящего изобретения, перед высаживанием растительности 140 в почву 135 сухой гидрогель (например, гидрогель, который еще не был подвергнут воздействию влаги с поглощением в результате воды) может быть перепахан с почвой 135 для смешения с ней. Гидрогель может быть смешан с почвой 135 примерно одновременно, до или после размещения одной капельной линии 110 в почве в этой области (например, одна капельная линия может быть помещена ниже смеси гидрогель-почва). После этого, как только культура 140 высажена так, чтобы ее коревая(ые) система(ы) 130 была(и) около смеси гидрогель-почва с целью получения пользы от воды, удерживаемой гидрогелем, может быть добавлен воздух через одну подземную линию капельного орошения 110, расположенную ниже, чтобы создать область 125, содержащую гидрогель с подачей водяных паров, которые находятся в воздухе и отделены от жидкой воды и являются основным источником влаги, подаваемой гидрогелю, так что гидрогель может абсорбировать по меньшей мере часть влаги из воздуха и корневая система 130 высаженной культуры 140 может затем впитывать воду, удерживаемую гидрогелем, несмотря на отсутствие добавленного света или добавленного тепла свыше того, что соответствует температуре окружающей почвы, содержащей гидрогель.[0052] In addition, in accordance with the options shown in FIG. 1, 2, and 3, and/or in accordance with other embodiments of the present invention, prior to planting vegetation 140 into soil 135, a dry hydrogel (e.g., a hydrogel that has not yet been exposed to moisture to be absorbed by water) may be plowed with soil. 135 to mix with it. The hydrogel can be mixed into the soil 135 at about the same time, before or after one drip line 110 is placed in the soil in that area (eg, one drip line can be placed below the hydrogel-soil mixture). Thereafter, once the crop 140 is planted with its root system(s) 130 near the hydrogel-soil mixture, air can be added through a single underground drip irrigation line to benefit from the water retained by the hydrogel. 110 below to create an area 125 containing hydrogel with water vapor supply that is in the air and separated from liquid water and is the main source of moisture supplied to the hydrogel, so that the hydrogel can absorb at least some of the moisture from the air and the root system. 130, the planted crop 140 can then absorb the water retained by the hydrogel despite no added light or added heat in excess of that corresponding to the temperature of the surrounding soil containing the hydrogel.

[0053] Хотя заданное количество сухого гидрогеля может быть смешана с заданным количеством почвы 135, можно отметить, что добавление гидрогеля через одну или несколько капельных линий 110 может более эффективно обеспечивать подачу воды и/или питательных веществ к корневой системе 130, чем просто окружение капельной линии гидрогелем при размещении капельной линии в почве 135, и обеспечение после этого подачи только воды (например, без гидрогеля) через капельную линию.[0053] Although a given amount of dry hydrogel can be mixed with a given amount of soil 135, it can be noted that the addition of hydrogel through one or more drip lines 110 can provide water and/or nutrients to the root system 130 more efficiently than simply surrounding the drip lines with hydrogel when placing a drip line in the soil 135, and then ensuring that only water (eg, no hydrogel) is supplied through the drip line.

[0054] Кроме того, хотя варианты, представленные на ФИГ. 1, 2 и 3, показывают оросительную систему 100 с одной капельной линией 110 для каждого ряда выращиваемых культур 140, следует отметить, что другие варианты настоящего изобретения могут давать оросительную систему, которая включает две капельные линии для каждого ряда. Например, первая капельная линия может быть использована для доставки гидрогеля в почву через дополнительную трубку (например, для доставки гидрогеля в область в почве, которая находится поблизости к корневой системе), и вторая соседняя капельная линия может быть использована для доставки воздуха, который проходит над гидрогелем или через гидрогель, размещенный в почве. В некоторых вариантах ориентация капельных линий может быть такой, что вторая капельная линия для доставки воздуха, может быть размещена под первой капельной линией для доставки гидрогеля (например, под первой капельной линией по направлению силы тяжести). Например, за счет подачи воздуха ниже области, в которой нанесен гидрогель, воздух может перемещаться вверх, проходя через гидрогель, позволяя тем самым более эффективно использовать гидрогель. В еще одних вариантах осуществления может быть использовано множество капельных линий для доставки гидрогеля к одному ряду выращиваемых культур и/или может быть использовано множество капельных линий для доставки воздуха к гидрогелю в одном ряду выращиваемых культур.[0054] In addition, although the options shown in FIG. 1, 2, and 3 show an irrigation system 100 with one drip line 110 for each crop row 140, it should be noted that other embodiments of the present invention may provide an irrigation system that includes two drip lines for each row. For example, the first drip line can be used to deliver hydrogel to the soil through an additional tube (for example, to deliver hydrogel to an area in the soil that is close to the root system), and a second adjacent drip line can be used to deliver air that passes over hydrogel or through a hydrogel placed in the soil. In some embodiments, the orientation of the drip lines can be such that a second air delivery drip line can be placed below the first hydrogel delivery drip line (eg, below the first drip line in the direction of gravity). For example, by supplying air below the area where the hydrogel is applied, the air can move upward through the hydrogel, thereby allowing more efficient use of the hydrogel. In still other embodiments, a plurality of drip lines may be used to deliver the hydrogel to a single row of crops and/or a plurality of drip lines may be used to deliver air to the hydrogel in a single row of crops.

[0055] Другие варианты осуществления настоящего изобретения могут использовать солнечную энергию для питания оросительной/капельной системы 100. Например, солнечная энергия может быть использована для питания смесителя 190, водяного насоса 150 и насоса/инжектора 160. Такие варианты могут быть полезны в полупустынных регионах с относительно большим количеством солнца, в регионах, где почва может быть сухой, несмотря на то, что воздух является относительно влажным, и в регионах, где воды может быть относительно мало. Однако, даже если запас воды доступен, оросительная система 100 может работать с дополнительной подачей воды к выращиваемой культуре 140 путем нагнетания воздуха в обычный оросительный поток капельных линий 110 с помощью воздушного инжектора 160 и смесителя 190 для смешения дополнительных водяных паров с дополнительным воздухом и доставки дополнительных водяных паров и дополнительного воздуха к гидрогелю.[0055] Other embodiments of the present invention may use solar energy to power irrigation/drip system 100. For example, solar energy may be used to power mixer 190, water pump 150, and pump/injector 160. Such options may be useful in semi-desert regions with relatively more sun, in regions where the soil may be dry despite the fact that the air is relatively humid, and in regions where water may be relatively scarce. However, even if a supply of water is available, irrigation system 100 can operate with additional water supply to crop 140 by forcing air into the normal irrigation flow of drip lines 110 using air injector 160 and mixer 190 to mix additional water vapor with additional air and deliver additional water vapor and additional air to the hydrogel.

[0056] Некоторые варианты осуществления настоящего изобретения могут быть использованы с ранее установленными капельными линиями и оросительными системами. Например, насос/инжектор 160 может быть интегрирован с оросительной системой, и после добавления гидрогеля в почву воздух может впрыскиваться через капельные линии оросительной системы, тем самым снижая количество воды, которое обычно используется, чтобы удовлетворить потребности выращиваемой культуры, обслуживаемой капельными линиями. Кроме того, насос/инжектор 160 может представлять собой, например, инжектор жидких удобрений, который может быть модифицирован в соответствии вариантами настоящего изобретения, чтобы быть использованным для нагнетания гидрогеля и/или воздуха. Соответственно, варианты осуществления настоящего изобретения могут быть реализованы без значительных дополнительных капитальных затрат.[0056] Some embodiments of the present invention may be used with previously installed drip lines and irrigation systems. For example, the pump/injector 160 can be integrated with the irrigation system and after the hydrogel is added to the soil, air can be injected through the drip lines of the irrigation system, thereby reducing the amount of water that is normally used to meet the needs of the crop served by the drip lines. In addition, the pump/injector 160 may be, for example, a liquid fertilizer injector, which may be modified according to embodiments of the present invention to be used to inject hydrogel and/or air. Accordingly, embodiments of the present invention can be implemented without significant additional capital costs.

[0057] Некоторые варианты осуществления настоящего изобретения могут быть использованы в сочетании с разными вариантами, раскрытыми в патенте США № 6890126 под названием «SUBSURFACE WATER/AIR IRRIGATION SYSTEM WITH PREVENTION OF AIR LOCK», описание которого включено в данный документ посредством ссылки.[0057] Some embodiments of the present invention may be used in conjunction with the various embodiments disclosed in US Pat.

[0058] Например, в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения воздух может добавлен в одну или несколько капельных линий 110 оросительной системы 100 путем нагнетания воздуха в воду для орошения с получением смеси воздуха и воды через капельные водовыпуски 120. Смесь воздух/вода для орошения может быть получена за счет использования одного или нескольких инжекционных устройств (например, водяного насоса 150 и насоса/инжектора 160). То есть, смеситель/инжектор (например, смеситель 190) может быть использован для впрыскивания и смешения газа в воду с образованием смеси воздух/вода для орошения. Смесь затем может стекать из водяного коллектора во множество разветвлений (например, в капельные линии 110) оросительной системы. Смесь может выходить из капельных водовыпусков 120 разветвлений, чтобы быть доставленной к соответствующим корневым системам 130.[0058] For example, in accordance with embodiments of the present invention, air may be added to one or more drip lines 110 of irrigation system 100 by forcing air into irrigation water to produce a mixture of air and water through drip outlets 120. The air/water irrigation mixture may be obtained through the use of one or more injection devices (eg, water pump 150 and pump/injector 160). That is, a mixer/injector (eg, mixer 190) may be used to inject and mix gas into water to form an air/water mixture for irrigation. The mixture may then flow from the water manifold into a plurality of branches (eg, drip lines 110) of the irrigation system. The mixture may exit the drip outlets 120 branches to be delivered to the respective root systems 130.

[0059] Соответственно, как описано выше, гидрогель может быть добавлен к почве, а ближайшая капельная линия может пропускать через себя воздух (например, в направлении гидрогеля), так что гидрогель может извлекать воду из воздуха, удерживая ее в жидкой форме. После это, ближайшая корневая структура может, в свою очередь, извлекать принятую воду из материала гидрогеля. Более того, так как использование воздуха вместо воды для доставки влаги к растениям с помощью капельной системы может быть выгодным в пустынных условиях, к системе могут быть добавлены солнечные панели для питания насоса, который используют для подачи воздуха через капельную линию. Кроме того, один или несколько смесителей/инжекторов могут быть использованы для получения смеси из любой комбинации гидрогелей, воды, воздуха, гипса, наноглины, сельскохозяйственных химикатов и/или питательных веществ для растения в оросительной системе. Соответственно, наземная или подземная оросительная система может подавать смесь к почве, которая находится под корнями или смежно с корнями растущей культуры.[0059] Accordingly, as described above, the hydrogel may be added to the soil, and the nearest drip line may allow air to pass through (e.g., towards the hydrogel) so that the hydrogel may extract water from the air while holding it in liquid form. Thereafter, the nearest root structure can in turn extract the received water from the hydrogel material. Moreover, since using air instead of water to deliver moisture to plants using a drip system can be advantageous in desert conditions, solar panels can be added to the system to power a pump that is used to pump air through the drip line. In addition, one or more mixers/injectors can be used to produce a mixture of any combination of hydrogels, water, air, gypsum, nanoclay, agricultural chemicals and/or plant nutrients in the irrigation system. Accordingly, the above or below ground irrigation system may deliver the mixture to the soil that is under or adjacent to the roots of the growing crop.

[0060] Таким образом, как описано выше, варианты осуществления настоящего изобретения способны обеспечить улучшения сельскохозяйственной технологии за счет разработки способа и системы для подачи гидрогелей, воды, воздуха, гипса, наноглины, сельскохозяйственных химикатов, удобрения, питательных веществ для растения и др. в оросительную систему к выращиваемым культурам через оросительную систему, включающую способ и систему для подачи гидрогеля в область рядом с корневой системой растительности и подачи воздуха в ту же самую область, так что гидрогель может абсорбировать влагу из воздуха и корневая система может, в свою очередь, иметь доступ к воде, абсорбированной гидрогелем.[0060] Thus, as described above, embodiments of the present invention are able to provide improvements in agricultural technology by developing a method and system for supplying hydrogels, water, air, gypsum, nanoclay, agricultural chemicals, fertilizer, plant nutrients, etc. to irrigation system to crops grown through an irrigation system comprising a method and system for delivering a hydrogel to an area adjacent to a vegetation root system and supplying air to the same area so that the hydrogel can absorb moisture from the air and the root system can in turn have access to water absorbed by the hydrogel.

Claims

1. The method of delivering water to the root system of a cultivated crop, including: ensuring that the cultivated crop is adjacent to the soil or in a soil region containing a hydrogel; and delivery of atmospheric air from the environment to the hydrogel through the tube, wherein the air contains water vapor, which is separated from liquid water and is the main source of moisture, which is delivered to the hydrogel through the tube, while the hydrogel absorbs at least part of the moisture from the air, and the root the system is able to absorb some of the moisture absorbed by the hydrogel despite no added light or added heat in excess of what corresponds to the temperature of the surrounding soil containing the hydrogel.

2. The method of claim 1, further comprising mixing a predetermined amount of hydrogel with a predetermined amount of soil to form soil containing the hydrogel, wherein ensuring that the crop to be grown is adjacent to the soil or in the region of the soil containing the hydrogel comprises planting the crop or seeds to be grown in the soil or adjacent to soil containing hydrogel.

3. The method of claim. 1, in which the delivery of air to the hydrogel contains the forced supply of air through the tube into the soil.

4. The method of claim 3 wherein the tube in the soil is located under the soil containing the hydrogel.

5. The method of claim 1 further comprising delivering the hydrogel to the soil region by forcing the hydrogel through an additional tube in the soil.

6. The method of claim 5, wherein the forced delivery of the hydrogel through the additional tube comprises pumping the hydrogel with a pump.

7. The method of claim 6 wherein the pump comprises a liquid fertilizer pump that is configured to pump the hydrogel.

8. The method according to claim 5, in which the delivery of air to the hydrogel comprises forced air supply through a tube located in the soil under the additional tube.

9. The method of claim 1, further comprising delivering the hydrogel to the soil region by forcing the hydrogel through a tube in the soil, wherein delivering air to the hydrogel includes forcing air through the tube.

10. The method of claim 9 wherein the tube in the soil comprises a drip line of the irrigation system.

11. The method of claim 1, further comprising mixing additional water vapor with additional air and delivering additional water vapor and additional air to the hydrogel.

12. The method of claim 1, further comprising, apart from delivering air to the hydrogel through the tube, delivering any component of water, nanoclay, agricultural chemicals, and/or plant nutrients to an area adjacent to the crop being grown.

13. The method of claim 12, wherein the hydrogel, air, and any component of water, nanoclay, agricultural chemicals, and plant nutrients are delivered to an area adjacent to the crop through a common drip line of the irrigation system.

14. A method for irrigating a cultivated crop, including: delivering a hydrogel to a soil region through a drip line; and delivering atmospheric air from the environment containing moisture to the soil region through the drip line to enable the hydrogel to absorb moisture, and the air is separated from the liquid water and is the main source of moisture, which is delivered to the hydrogel through the drip line, while the hydrogel absorbs at least part of the moisture from the air, and the root system of the growing crop has the ability to absorb some of the moisture absorbed by the hydrogel, despite the absence of added light or added heat in excess of what corresponds to the temperature of the surrounding soil containing the hydrogel.

15. A method for irrigating a cultivated crop using an irrigation system containing one or more drip lines, including: delivering a hydrogel through one or more drip lines to a soil region; and delivery of atmospheric air from the environment to the hydrogel through one or more drip lines, and the air contains water vapor, which is separated from liquid water and is the main source of moisture, which is delivered to the hydrogel through one or more drip lines, while the hydrogel absorbs at least least part of the moisture from the air, and the root system has the ability to absorb some of the moisture absorbed by the hydrogel, despite the absence of added light or added heat in excess of what corresponds to the temperature of the surrounding soil containing the hydrogel.

16. The method of claim 15, wherein the hydrogel is delivered to the soil region via a first drip line of one or more drip lines, wherein air is delivered to the hydrogel via a second drip line of one or more drip lines.

17. The method of claim 16 wherein the second drip line is positioned below the first drip line.

18. The method of claim 15, wherein delivering the hydrogel through one or more drip lines to the soil area comprises pumping the hydrogel with an irrigation system pump.

19. The method of claim 15, wherein delivering the hydrogel through one or more drip lines to the soil area comprises pumping the hydrogel with a liquid fertilizer pump of the irrigation system.

20. The method of claim 14, further comprising mixing water vapor with additional air and delivering additional air to the hydrogel.

21. The method of claim 14, further comprising, apart from delivering air to the hydrogel via a drip line, delivering any component of water, nanoclay, agricultural chemicals, and/or plant nutrients to an area adjacent to the crop being grown.

22. The method of claim 15, further comprising mixing additional water vapor with additional air and delivering additional water vapor and additional air to the hydrogel.

23. The method of claim 15, further comprising, apart from delivering air to the hydrogel via one or more drip lines, delivering any component of water, nanoclay, agricultural chemicals, and/or plant nutrients to an area adjacent to the crop being grown.