一種負壓節水灌溉系統的製作方法

2023-05-01 04:44:26 2

本發明涉及節水灌溉技術領域，特別涉及一種負壓節水灌溉系統。

背景技術：

我國是缺水的國家，水資源日益短缺，就北京市而言，人均水資源佔有量不足100m3，相當於全世界的1/90，全國的1/24。農業又是用水大戶，我國農業用水佔總用水量的70%，在極端缺水的情況下，農業用水的效率又相當低，浪費嚴重。如果能把農業灌溉用水的利用效率由目前的50%提高到70%，而僅灌溉用水就可節約900億m3。有專家同時也指出，把農業灌溉用水減少1/10，就可以滿足家庭用水增加1倍。因此，發展節水灌溉技術是一項緊迫而重要的課題。負壓灌溉系統是一種高效的節水系統，它是將灌水器埋於地下，通過土壤的基質勢驅動水流從灌水器流向土壤，變傳統的被動給水為主動吸水，該系統節水效果顯著。

目前，國內有關負壓灌溉的研究非常少。中國農業科學院劉明池在日本進行其博士論文試驗時，建立了一種負壓自動灌水蔬菜栽培系統。在此基礎上著重研究了不同土壤水分對草莓植株生長、產量形成、果實物理化學特性和貯藏運輸特性的影響。結果表明，利用新型灌水材料—陶土管，配之以負壓控制技術，而建立的自動控水灌水蔬菜栽培系統，雖不通過計算機等複雜的調控設備便可實現對土壤水分的自動調控，並能在一定程度上根據土壤缺水狀況自動調節灌水速度，其突出優點是能夠使土壤一直保持最適於作物生長的水分狀態，避免了採用一般灌溉方法時土壤水分過幹過溼的問題，比畦灌增產40%以上。但這一栽培系統，目前在日本仍只用於溫室盆栽。

技術實現要素：
為解決現有節水灌溉系統存在的技術難題，本發明採取以下技術方案：一種負壓節水灌溉系統，包括灌水器、輸水管以及灌溉水源，其特徵在於：灌水器要求是多孔結構且具有「透水不透氣」的特性，也就是指水可以通過輸水管從水源進入灌水器而後進入土壤，而空氣不能進入系統，且灌水器需能與土壤緊密接觸，充分利用基質吸力的作用，且透水性能好，有利於提高水分運移效率。

作為上述技術方案的進一步描述，所述輸水管與灌水器、水源聯接部件必須密封。

具體實施方式

一種負壓節水灌溉系統，包括灌水器、輸水管以及灌溉水源，其特徵在於：灌水器要求是多孔結構且具有「透水不透氣」的特性，也就是指水可以通過輸水管從水源進入灌水器而後進入土壤，而空氣不能進入系統，且灌水器需能與土壤緊密接觸，充分利用基質吸力的作用，且透水性能好，有利於提高水分運移效率。

負壓灌溉系統利用的是土壤含水率較低時的土壤水基質勢基質吸力「主動」由輸水管從水源吸取水分，灌水速率以及灌水量由土壤本身狀況決定，理論上可連續不斷的工作。具有自我調控功能，灌溉開始後便無需人為管理。

試驗步驟及安排

試驗在平度市市的一塊平臺上進行，試驗前，先將種植箱裝滿營養土，將灌水器與水管連接好，儘量保證水管與灌水器密不透氣，將連好的水管鋪設土上，埋好，由於小白菜根系較淺，灌水器埋深5cm，在土壤表層撒播一些小白菜種子。聯接控制箱及水桶，系統正式運行前，需將灌溉系統空氣排出，使整個系統充滿水且無氣泡，然後關閉止水閥門，開啟控制箱供水閥門，負壓灌溉系統開始進行。

試驗結果

小白菜播種3d後陸續發芽，由於試驗前種植箱內土壤為風乾土，灌溉第1天耗水量比較大，約6l，第2天仍然較高，約4l，隨後幾天耗水量逐漸穩定，每天耗水量約625ml，10d後，小白菜長至10cm後，水分出現供不應求的情況，早晚小白菜長勢挺拔，但是中午日照強烈時，小白菜出現打蔫情況，長勢緩慢，這樣持續了1周，將控制箱球閥上調，控制水面基本和灌水器高度持平，這樣灌水器出水量加大，小白菜出現快速生長態勢，每天耗水量5l，足以滿足作物的生長需求。

試驗結論

使用負壓灌溉系統不需要提水加壓設備，不消耗能源。使用負壓灌溉系統不需要每天進行人為管理，無疑節省了勞動力資源及管理成本。由於小白菜採用撒播種植，並非1個灌水器對應一株種植，後期小白菜出現水分供不應求的情況，因此，負壓節水灌溉系統適宜於單株類且有一定株距的作物，如西紅柿、黃瓜和草莓等，種植小白菜類作物還需調小滴頭間距。後期採用了無壓灌溉，滴頭的出水量是一定且恆定的，且土壤的團粒結構不被改變，不會造成土壤的板結，使作物根系缺氧。作物的生長具有向水性的，拔掉白菜後發現滴頭已經被毛根緊實的包裹，且未出現堵塞滴頭，因此，如將滴頭埋於作物根系，將會促進作物根系生長，提高作物的品質和產量。

以上所述僅是本發明的優選實施方式，本發明的保護範圍並不僅局限於上述實施例，凡屬於本發明思路下的技術方案均屬於本發明的保護範圍。應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理前提下的若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。