灌溉系統及應用該灌溉系統澆灌水紫樹幼苗的方法

2023-05-15 05:37:11

灌溉系統及應用該灌溉系統澆灌水紫樹幼苗的方法
【專利摘要】本發明公開了一種灌溉系統及應用該灌溉系統澆灌水紫樹幼苗的方法，該灌溉系統包括水渠系統、栽培容器和節水灌溉控制系統，其中水渠系統由多條在地表開設的水渠組成，栽培容器安放在水渠上，所述栽培容器的底部設置有通孔，該灌溉系統能實時監測土壤中的含水量，並根據控制單元設定的各項參數值自動向栽培容器中灌水，切實保證植物的正常生長環境。該發明還公開了一種應用該灌溉系統澆灌水紫樹幼苗的方法，使用該系統，水紫樹幼苗的成長速度和質量都得到了充分的保證。
【專利說明】灌溉系統及應用該灌溉系統澆灌水紫樹幼苗的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及設施農業中的灌溉【技術領域】，特別是涉及一種園藝植物節水灌溉系統及應用該灌溉系統澆灌水紫樹幼苗的方法【技術領域】。
【背景技術】
[0002]水對於園藝植物栽培生產至關重要，為園藝植物灌水是一項經常性的工作，其不但耗時長，而且用工多，另外隨著我國水資源日益缺乏，有效合理的利用水資源就必須要大力發展節水灌溉。
[0003]目前，採用的灌溉方式主要有以下幾種:
[0004]①地面灌溉，是利用地面灌水溝、畦或格田進行灌溉的方法。地面灌溉是古老的和最常見的灌溉方法，其需要較少的沒備，投資少，成本低，但灌水量較大，容易破壞土壤結構，造成土壤板結；
[0005]②噴灌，是利用噴頭等專用設備把有壓水噴灑到空中，形成水滴落到地噴灌面和作物表面的灌水方法，該灌溉方法的缺點是設備投入較大，在風大地區或多風季節不能應用；
[0006]③地下灌溉，地下灌溉是將管道埋在土中，水分從管道中滲出溼潤土壤，供水灌溉，是一種節水效果較理想的灌溉模式。但該種灌溉方法的建設成本較高，而且維修困難，因而難以推廣；
[0007]④滴灌，滴灌是直接將水分或肥料養分輸送到植株根系附近土壤表層或深層的自動化與機械化結合的最先進的灌溉方式，具有持續供水、節約用水、不破壞土壤結構、維持土壤水分穩定、省工、省時等優 點。但其設備投資大，而且為保證滴頭不受堵塞，對水質的要求比較嚴格，濾水裝備要精密，耗資很高。

【發明內容】

[0008]有鑑於此，本發明提供一種灌溉系統，該灌溉系統採用綜合了地面灌溉與地下灌溉的長處，具有建設費用低，自動化程度高，節水效果顯著等優點，解決了現有灌溉方式浪費水、肥料以及對土壤易造成傷害等問題。
[0009]本發明通過以下技術手段解決上述技術問題:
[0010]本發明的灌溉系統，包括:水渠系統、栽培容器、節水灌溉控制系統，其中，
[0011]水渠系統，由多條在地表開設的水渠組成；
[0012]栽培容器，安放在水渠上，所述栽培容器的底部設置有通孔，栽培容器內側底部的水平高度低於水渠內最高水位線的高度；
[0013]節水灌溉控制系統，用於控制水渠內的水位和灌溉時間。
[0014]進一步，所述節水灌溉控制系統，包括自動供排水裝置、土壤溼度傳感器、水位傳感器和控制單元，所述自動供排水裝置、土壤溼度傳感器和水位傳感器分別與控制單元連接；所述土壤溼度傳感器設置於栽培容器中；所述控制單元用於從土壤溼度傳感器處獲得土壤含水量信息，並根據所述土壤含水量信息控制自動供排水裝置對水渠進行抽、排水動作；所述水位傳感器用於檢測水渠中的水位高度，並將水位信息發送至控制單元，控制單元根據獲得的即時水位信息判斷是否結束自動供排水裝置的動作。
[0015]進一步，所述自動供排水裝置包括儲水池和與儲水池連接的水泵，所述水泵與水渠入口連通，所述水渠出口與儲水池連通，所述儲水池的水中混有營養元素。當所述土壤溼度傳感器感測到所述栽培容器中缺水時，向所述控制單元發出給水信號，控制單元發出控制信號控制所述水泵打開，向水渠給水；當所述水渠中的水位達到設定的高度時，所述控制單元給水泵信號使之關閉。
[0016]進一步，所述栽培容器內側底部的水平高度低於水渠內最高水位線高度l-3cm ；
[0017]進一步，所述水渠出口處設置有電磁閥門，所述電磁閥門與控制單元連接。
[0018]進一步，所述控制單元為可編程控制器。[0019]進一步，所述水渠由水泥材料砌成，水渠頂部密封覆蓋有透明材料。
[0020]進一步，所述水渠內側表面鋪設有由黑色材料製成的吸熱層。
[0021]進一步，所述水渠的兩面側壁上開設用於放置栽培容器的臺階。
[0022]進一步，所述臺階上設置有卡緊栽培容器的裝置。
[0023]應用該灌溉系統澆灌水紫樹幼苗的方法，包括以下步驟:
[0024]A向栽培容器中加入土壤，保證有效土壤層厚度大於30 Cm ；
[0025]B將水紫樹幼苗移栽入栽培容器中，幼苗的密度控制為行距15~25 Cm，株距15~25 cm ；
[0026]C 土壤溼度傳感器檢測土壤中的含水量，當土壤溼度低於80%時，向控制單元發出給水信號，控制單元控制水泵打開，向水渠給水，當水渠的水位達到設定的水位極限值時，水位傳感器發送信號給控制單元，控制水泵降低水流量，避免水位邁過極限值，保證單次灌溉土壤吸水時間為30~40分鐘。
[0027]進一步，土壤選用紫色土。
[0028]本發明的灌溉系統具有以下有益效果:
[0029]I)本發明的灌溉系統，其在地表開設水渠系統，節省了建設和維護費用，另外，應用底部帶有通孔的栽培容器，通過栽培容器內土壤的毛吸作用來對栽培容器的植物進行灌溉，使得本發明的灌溉系統具備了地下灌溉的節水效果。
[0030]2)本發明的灌溉系統，採用節水灌溉控制系統，用於對水渠內的水位進行控制，可有效的控制灌水量，進一步提升了本發明的節水效果。
[0031]3)本發明的灌溉系統，在水渠頂部密封覆蓋有透明材料，使得水渠內的水在中午溫度較高時能夠產生氣壓較強的水蒸汽，這些水蒸汽通過栽培容器底部的通孔滲透到土壤中，使得栽培容器內的土壤即便在外界溫度較高的情況下能夠長久地保持一定的溼度，旱區甚至是沙漠地帶節水效果也同樣顯著。
[0032]應用該灌溉系統澆灌水紫樹幼苗，其有益效果:水紫樹生長迅速，其苗高和基徑等生長量值增長幅度大。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0033]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步描述。[0034]圖1為本發明的灌溉系統俯視圖；
[0035]圖2為採用本發明的灌溉系統栽培植物時的立體圖；
[0036]圖3為本發明灌溉系統中的水渠系統結構示意圖；
[0037]圖4為本發明灌溉系統中的節水灌溉控制系統連接結構示意圖。
【具體實施方式】
[0038]以下將結合附圖對本發明進行詳細說明:
[0039]圖1-4為本灌溉系統的結構示意圖:本發明的灌溉系統，包括:水渠系統、栽培容器2、節水灌溉控制系統，其中，所述水渠系統，由多條在地表開設的水渠I組成；所述栽培容器2，安放在水渠I上，所述栽培容器2的底部設置有通孔，栽培容器2內側底部的水平高度低於水渠I內最高水位線的高度；所述節水灌溉控制系統，用於控制水渠I內的水位和灌溉時間。
[0040]作為上述技術方案的進一步改進，所述節水灌溉控制系統，包括自動供排水裝置、土壤溼度傳感器4、水位傳感器5和控制單元6，所述自動供排水裝置、土壤溼度傳感器4和水位傳感器5分別與控制單元6連接；所述土壤溼度傳感器4設置於栽培容器2中；所述控制單元6為可編程控制器、單片機、PLC控制器和無線信號反饋智能控制器的一種，所述控制單元6用於從土壤溼度傳感器4處獲得土壤含水量信息，並根據所述土壤含水量信息控制自動供排水裝置對水渠I進行抽、排水動作；所述水位傳感器5用於檢測水渠I中的水位高度，並將水位信息發送至控制單元6，控制單元6根據獲得的即時水位信息判斷是否結束自動供排水裝置的動作。
[0041]作為上述技術方案的進一步改進，所述自動供排水裝置包括儲水池31和與儲水池連接的水泵32，所述水泵32與水渠入口連通，所述水渠出口與儲水池連通，形成循環系統；所述儲水池的水中混有營養元素，當所述土壤溼度傳感器4感測到所述栽培容器2中缺水時，向所述控制單元6發出給水信號，控制單元6發出控制信號控制所述水泵打開，向水渠I給水；當所述水渠I中的水位達到設定的高度時，所述控制單元6給水泵信號使之關閉。優選的，所述水渠出口處設置有電磁閥門9，所述電磁閥門9與控制單元6連接，所述土壤溼度傳感器4感測到所述栽培容器2中的土壤溼度達到設定值時向控制單元6發生信息，所述控制單元6控制電磁閥門9打開使水位下降，當水位傳感器感測到水位下降到設定值時向控制單元6發生信息，所述控制單元6控制電磁閥門9關閉，所述水位下降的設定值應低於栽培容器最低部的高度值，即水位高度達到栽培容器與水面相分離即可。
[0042]作為上述技術方案的進一步改進，所述栽培容器2內側底部的水平高度低於水渠I內最高水位線高度l-3cm，在保證土壤層吸水充分的情況下，栽培容器沒入水中的部分很少，使得栽培容器內土壤的吸水速快不易過快，進而達到節水灌溉的效果。
[0043]作為上述技術方案的進一步改進，所述水渠I由水泥材料砌成，水渠I頂部密封覆蓋有透明材料7，當氣溫高時，水渠中的水分蒸發產生的水蒸氣不會被揮化散淨，甚至透明材料7內的氣壓將高於外界空氣的氣壓，微高壓環境下的水蒸汽通過栽培容器底部的通孔強行滲透到土壤中，使得栽 培容器內的土壤在外界溫度較高的情況下能夠長久地保持一定的溼度，旱區甚至是沙漠地帶節水效果也同樣顯著。
[0044]作為上述技術方案的進一步改進，所述水渠I內側表面鋪設有由黑色材料製成的吸熱層，黑色材料能有效吸收陽光的熱量，高溫促使水分進一步蒸發，並進一步增強水渠內的氣壓，進而無需澆灌，栽培容器內的土壤即可長久保持能夠滿足植物所需的含水量。
[0045]作為上述技術方案的進一步改進，所述水渠I的兩面側壁上開設用於放置栽培容器2的臺階8，用以使栽培容器2的底部容易與水渠內的水接觸。優選的，所述臺階上設置有卡緊栽培容器的裝置，以防止栽培容器2側翻。
[0046]以下為應用該灌溉系統澆灌水紫樹幼苗的具體實施辦法 :
[0047]實施例1
[0048]向栽培容器中加入土壤，使土壤層厚度為35 Cm, 土壤優選紫色土，然後將水紫樹幼苗移栽入栽培容器中，幼苗的密度控制為行距15 Cm，株距15 Cm，利用土壤溼度傳感器檢測土壤中的含水量，當土壤溼度低於80%時，向控制單元發出給水信號，控制單元控制水泵打開，向水渠給水，當水池的水位達到設定的水位極限值時，水位傳感器發送信號給控制單元，控制水泵降低水流量，避免水位邁過極限值，保證單次灌溉土壤吸水時間為30分鐘。
[0049]實施例2
[0050]向栽培容器中加入土壤，使土壤層厚度為40 Cm, 土壤優選紫色土，然後將水紫樹幼苗移栽入栽培容器中，幼苗的密度控制為行距20 Cm，株距20 Cm，利用土壤溼度傳感器檢測土壤中的含水量，當土壤溼度低於80%時，向控制單元發出給水信號，控制單元控制水泵打開，向水渠給水，當水池的水位達到設定的水位極限值時，水位傳感器發送信號給控制單元，控制水泵降低水流量，避免水位邁過極限值，保證單次灌溉土壤吸水時間為35分鐘。
[0051]實施例3
[0052]向栽培容器中加入土壤，使土壤層厚度為40 Cm, 土壤優選紫色土，然後將水紫樹幼苗移栽入栽培容器中，幼苗的密度控制為行距25 Cm，株距25 Cm，利用土壤溼度傳感器檢測土壤中的含水量，當土壤溼度低於80%時，向控制單元發出給水信號，控制單元控制水泵打開，向水渠給水，當水池的水位達到設定的水位極限值時，水位傳感器發送信號給控制單元，控制水泵降低水流量，避免水位邁過極限值，保證單次灌溉土壤吸水時間為40分鐘。
[0053]實施例4
[0054]向栽培容器中加入土壤，使土壤層厚度為30 Cm, 土壤優選紫色土，然後將水紫樹幼苗移栽入栽培容器中，幼苗的密度控制為行距12 Cm，株距12 Cm，利用土壤溼度傳感器檢測土壤中的含水量，當土壤溼度低於80%時，向控制單元發出給水信號，控制單元控制水泵打開，向水渠給水，當水池的水位達到設定的水位極限值時，水位傳感器發送信號給控制單元，控制水泵降低水流量，避免水位邁過極限值，保證單次灌溉土壤吸水時間為35分鐘。
[0055]實施例5
[0056]向栽培容器中加入土壤，使土壤層厚度為30 Cm, 土壤優選紫色土，然後將水紫樹幼苗移栽入栽培容器中，幼苗的密度控制為行距30 Cm，株距30 Cm，利用土壤溼度傳感器檢測土壤中的含水量，當土壤溼度低於80%時，向控制單元發出給水信號，控制單元控制水泵打開，向水渠給水，當水池的水位達到設定的水位極限值時，水位傳感器發送信號給控制單元，控制水泵降低水流量，避免水位邁過極限值，保證單次灌溉土壤吸水時間為35分鐘。
[0057]對照例
[0058]水紫樹幼苗的灌溉不採用該灌溉系統，採用手工澆水方式，每隔十五天對幼苗澆水一次。其中土壤層厚度為30 Cm，土壤選用紫色土，幼苗的密度控制為行距30 Cm，株距30cm。
[0059]以上各實施例中，水紫樹幼苗的初始狀態情況相同，其中苗高40.0 Cm，基徑1.20Cm，表1為不同實施例中水紫樹幼苗成長I年各生長量值的對比，根據表中數據可知，使用該灌溉系統的水紫樹幼苗比沒有使用該灌溉系統的水紫樹幼苗生長速度更快，其苗高和基徑等生長量值增長幅度也更大，對於使用了該灌溉系統的水紫樹幼苗來說，土壤層厚度大於30 Cm，幼苗的密度控制為行距15~25 Cm，株距15~25 cm的幼苗要比其他的幼苗生長更好。
【權利要求】
1.一種灌溉系統，其特徵在於，包括:水渠系統、栽培容器(2)、節水灌溉控制系統，其中， 水渠系統，由多條在地表開設的水渠(1)組成； 栽培容器(2)，安放在水渠(1)上，所述栽培容器(2)的底部設置有通孔，栽培容器(2)內側底部的水平高度低於水渠(1)內最高水位線的高度； 節水灌溉控制系統，用於控制水渠(1)內的水位和灌溉時間。
2.根據權利要求1所述的灌溉系統，其特徵在於:所述節水灌溉控制系統，包括自動供排水裝置、土壤溼度傳感器(4)、水位傳感器(5)和控制單元(6)，所述自動供排水裝置、土壤溼度傳感器(4 )和水位傳感器(5 )分別與控制單元(6 )連接；所述土壤溼度傳感器(4 )設置於栽培容器(2)中。
3.根據權利要求2所述的灌溉系統，其特徵在於:所述自動供排水裝置包括儲水池(31)和與儲水池連接的水泵(32)，所述水泵(32)與水渠(1)入口連通，所述水渠(1)出口與儲水池連通，所述儲水池的水中混有營養元素。
4.根據權利要求3所述的灌溉系統，其特徵在於:所述栽培容器(2)內側底部的水平高度低於水渠(1)內最高水位線高度l-3cm。
5.根據權利要求3所述的灌溉系統，其特徵在於:所述水渠(1)出口處設置有電磁閥門(9)，所述電磁閥門(9)與控制單元(6)連接。
6.根據權利要求1所述的灌溉系統，其特徵在於:所述水渠(1)由水泥材料砌成，水渠(I)頂部密封覆蓋有透明材料(7)。
7.根據權利要求6所述的灌溉系統，其特徵在於:所述水渠(1)內側表面鋪設有由黑色材料製成的吸熱層。
8.根據權利要求7所述的灌溉系統，其特徵在於:所述水渠(1)的兩面側壁上開設用於放置栽培容器(2)的臺階(8)。
9.一種應用如權利要求1-8中所述的灌溉系統澆灌水紫樹幼苗的方法，其特徵在於，包括以下步驟: A向栽培容器中加入土壤，保證有效土壤層厚度大於30cm ； B將水紫樹幼苗移栽入栽培容器中，幼苗的密度控制為行距15~25 Cm，株距15~25Cm ； C 土壤溼度傳感器檢測土壤中的含水量，當土壤溼度低於80%時，向控制單元發出給水信號，控制單元控制水泵打開，向水渠給水，當儲水池的水位達到設定的水位極限值時，水位傳感器發送信號給控制單元，控制水泵降低水流量，避免水位邁過極限值，保證單次灌溉土壤吸水時間為30~40分鐘。
10.根據權利要求9所述的方法，其特徵在於，所述土壤選用紫色土。
【文檔編號】A01G25/00GK103503741SQ201310450081
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年9月27日 優先權日:2013年9月27日
【發明者】王正春 申請人:重慶市林業科學研究院