一種栽培灌溉作物的新方法
2024-03-27 15:32:05 1
專利名稱：一種栽培灌溉作物的新方法
技術領域：
本發明涉及到一種栽培灌溉作物的新方法，其技術特徵是，栽培在容器(
圖1-1)或地裡(
圖1-2)的作物所需的水通過毛細管集束(
圖1-3)與水源(
圖1-6)或輸水主管道(
圖1-4)的水(
圖1-5)相連接取得。在毛細管吸水所能達到的高度內，毛細管集束對作物單位時間輸水量與水壓大小無關，與毛細管集束橫截面積的大小和毛細管對水吸引力的大小有關。在沒有任何外加能量的情況下，毛細管集束能源源不斷的將水提升供給高於水源的植物生長的需要；能將水壓高於植物根部的水轉化為無壓力的水，使水輸送均勻、穩定、精確，無重力水產生，沒有水的浪費。
眾所周知，目前灌溉作物的形式有漫灌、噴灌、微灌等，而微灌又分滴灌、微噴灌，湧泉灌及管道滲水。微灌技術比漫灌噴灌都能節約水，對農業發展做出了貢獻，但尚有不足之處。一是受水壓影響。水壓越大流出的水就越多，除管道滲灌外，沒有正水壓的驅動，微灌就停止，為保持水壓，就需要消耗能量；二是有重力水流失，當水壓較大時，滴、噴、滲的水就越多，就會產生徑流水、重力水、使水流失浪費。三是堵塞。湧泉灌及管道滲灌，由於受熱脹冷縮影響，埋入地下湧泉灌的管道孔易被泥土堵塞，管道滲灌也易被汙染物細粒所堵塞、影響繼續灌溉。需要清洗才能重新運作。四是管壁滲灌及孔眼滲灌都不適合在無土的地面、空中應用，也不適合與盆栽連接耕作。五是最重要的，目前的所有灌溉方式都不能在無外壓、無外加能量的情況下，將低於作物相當距離的水源進行提升，對處高位的作物進行有效的灌溉。
本發明力圖克服上述這些不足，採用毛細管集束與水源、輸水管道相結合的辦法，利用毛細管對水的吸引力，將水引至所栽培作物的根部活動區，作物根毛可直接吸收；或毛細管束先將水引至土壤，再經土壤的毛細管將水擴散，然後供植物吸收。根據科學家測定，植物根毛對水的吸收力相當於15.2×105帕，大於毛細管對水的吸引力。
植物對水份的吸收打破了毛細管束對水份吸引的平衡現象，毛細管需再吸引水份建立新的平衡，使對植物的灌溉得以繼續進行。植物的需水量調節著毛細管的輸水量。這種灌溉形式有別於目前任何一種灌溉形式。它的技術優點是1.能將處於作物下方的水，在無外加能量的情況下，由毛細管吸收提升供作物吸收。毛細管將水吸引提升所能達到的高度，決定於水源位置的高低和毛細管對水吸引力的大小。
2.在無外加能量的情況下，能依靠毛細管集束與土壤毛細管或植物根毛的密接，完成水份的不斷轉移，最終完成灌溉過程。
3.毛細管束單位時間的供水大小，與水的壓力大小無關，只與毛細管集束所含毛細管數和毛細管對水吸引力有關，因此，所供應的水能做到穩定、均勻、定向、精確。沒有重力水產生，沒有水的浪費。
4.毛細管束輸送出來的毛細管水易被土壤的毛細管吸收、擴散，能使板結的土壤變得疏鬆、有利於作物根系活動層生態環境的改善和空氣交流，使作物更好地生長。
5.適用於一切栽培空間和地域。
這種栽培灌溉方式是這樣來實現的先將毛細管集束制好。毛細管集束可用植物纖維、化學纖維、礦物纖維單獨或互相組合製成，只要吸水快、輸水能力強、耐酸鹼、耐老化、實用價廉就可以。為了防止水份在毛細管集束輸送過程中的損失，毛細管集束要有不透水的外套、可用塑料薄膜或橡膠製成。毛細管集束與水接觸一端是開孔的，有利於水的進入；與土壤或植物根系接觸的一端，毛細管集束露出外套，有利於水份轉移至土壤或直接被植物吸收。水源是通過輸水管道供應時，毛細管束必須插入水管裡，在插入交界處互相之間必須緊密銜接，以防止溢水。具體實施方案有一、水源(供水管道、儲水池)通過毛細管集束與栽培容器或土壤作物相連接。
此種情況要按栽種作物的密度、作物的需水量、水源的水面與栽培容器的垂直距離來決定毛細管集束的分布和毛細管集束的長度。
1.栽培容器或土壤作物與供水管的垂直距離為零，只要很短的毛細管集束，就可完成將水轉移給作物，這種栽培，有利於節約毛細管集束，即可在地面或土壤進行，也可用栽培容器埋入地下或在空中進行。埋在泥土、沙子進行栽培時，栽培容器可用薄膜製成，以降低成本減少水份蒸騰。
2.栽培容器或栽在土壤的作物根部與水源(供水管道或儲水池)有距離。
(1)栽種在容器或栽在土壤的作物高於水源(供水管道、儲水池)的栽培。這種栽培，作物在上，水源(供水管道、儲水池)在下。作物與水池的垂直距離一般在200cm以內。如在平原的莊稼地，挖掘一個深200cm的水窖，將地表徑流水引聚於內、然後將水從窖底用輸水管道引出，並按這個深度水平延伸至要灌溉的作物。按作物的距離在供水管道上打好孔，將有保護外套的毛細管集束的一端插入供水管內，另一端與栽種的作物相連接，將水通過毛細管物質吸引至作物根部或土壤基質供植物吸收。
(2)一條輸水管與多行栽種的作物相連接。即用一條供水管道，按照所種作物行數及株與株之間距離打孔，通過插入長短不一的毛細管集束，分別與栽種的作物進行連接，一條輸水管道即可為多行的作物灌溉。
(3)栽種在容器或栽種在土地裡的作物低於水源(供水管道或儲水池)的栽培。這種栽培灌溉，一是直接用毛細管集束將水源(供水管道或儲水池)的水引入下面栽種的作物，將毛細管束埋入土壤裡。如在大棚，可在地面上建築一個水池，在地面下也可構築一個水池。當上層儲水池的水用完後，通過移動水泵將地下水池的水抽入上層水池，維持水從上至下的毛細管集束灌溉。
3.盛水容器與栽培容器相連接栽培。用毛細管集束將盛水容器與栽培容器相連接，既可將儲水容器置於作物之上，也可置於作物之下。並可把栽培容器和儲水容器製成各種造型，如動物型、人物型、礦物型、植物型、還可相互組合搭配，以增加藝術觀賞性。
二、在平地和坡地裡建微型儲水庫栽培灌溉。
在平地或坡地挖坑，作防滲處理。坑的容積視栽種作物和當地雨量而定。下雨時，將一定範圍的地表徑流水引入儲存，然後用輸水管道和毛細管集束將水引灌作物。
三、空中立體栽培灌溉。
根據需要，可將供水管道組裝成各種立體形狀，固定在空間並放置與之相應的栽培容器，可形成寶塔式、斜坡式、圓柱式、方柱式、平面與斜坡結合式、寶塔與平面結合式、圓柱與斜坡結合式、方柱與平面結合式等圖案。栽在容器的作物所需要的水份，通過毛細管集束從供水管道內引至容器作物根系活動區，供作物吸收。
四、在樓頂、沙石地面上進行栽培灌溉。
在樓頂建儲水池離儲水池底部10cm之處安裝有總開關(圖2-1)的出水管，出水管外接橫向的具有多出水口的管道(圖2-2)每個出水口的管道距離，以所種作物的要求而定。然後將安裝有毛細管集束的供水管(圖2-3)與之緊密銜接。將裝有種植泥土或其他基質的容器的底部插入輸水的毛細管集束(圖2-4)，在容器種上作物，淋定根水後，只要栽培基質營養配合得當或在儲水池中加入營養液，作物就可正常生長。在波浪式起伏的地形特別是硬石地帶，只要波峰與水源水面垂直距離不超過毛細管對水吸引提升的高度，將填充有毛細管物質的供水管道一端深入水源，水就可沿供水管道越過波峰供給所栽種的作物吸收。
五、在沙漠地進行栽培灌溉。
首先在沙漠地適當的地方構築儲水池。水池上面要密封以防水份蒸發。在儲水池引出總開關管道，管道出口橫向銜接具有多出口開關的管道，此管道是定位在沙漠地表面還是埋入沙漠地層裡，依據儲水池的位置和種植作物的需要而定。一般採用將容器埋入沙土內。將植物生長需要的有機和無機肥料與沙漠的沙摻混，填滿容器，在容器口用農膜做蓋扣住防止水份蒸發。如種的是多年生的植物，容器的底部可放開，讓植物的根往深層扎並向橫生長；如種的是當年收穫的作物，容器底部開個小圓孔，供導水的毛細管集束插入即可。在沙漠的種植還可採用高吸水物質相對固定水份，採用噴灑能形成膜的技術防止植物所需要水份的蒸騰損失。
本發明創造的栽培灌溉方法，有巨大的現實性和社會意義。一是適應面廣。可用於沙石地帶、沙漠、乾旱地區、平原無水庫地區、漏水地、海島、水面、空中、家居陽臺、樓頂、牆壁等空間和平面。如在缺水平原地，有雨水時很快流失。沒有池塘和水庫截流。用這種灌溉方法，可在地表下面挖窖或水池，將地表水聚集、儲蓄，用輸水管道與之銜接，再通過毛細管物質吸引提升到作物根系活動區，供植物吸收。不消耗能量，易於實行。用這種方法可擴大人類生活所需食物的種植面積。二是既節水又增產。本發明人在廣西博白縣大田用供水管道和毛細管集束輸水做栽培萵筍實驗，畝產比一般傳統方法增加50％，達到7492.5公斤，節水顯著，每公斤萵筍才耗水4.5公斤。三是節能節肥。因為所用的水可為地表面以下的水，無須加壓和提高水位，用的是自然力量。沒有重力水帶走肥料。四是疏鬆土壤，節約勞力。毛細管水有巨大活力，不管是由下向上走還是由上往下走，可將土壤疏鬆，防止板結、再加上施肥、施藥工作可通過供水管道和毛細管物質進行，大大節約了勞力。五是投入少。無須特殊的加壓和提高水位設備，所建水池可在地表以下，投資者種植西瓜、葡萄等瓜果類作物，每畝地只需投入200餘元，可用10年以上。
總而言之，這種栽培灌溉方法，對解決世界性缺水具有現實意義。據聯合國預測，進入21世紀初期，全世界就有三分之一的國家嚴重缺水。我國也列入了貧水國家。再加上土地由於荒漠、沙化等原因日益減少，許多科學家論證，地球至多只能養活100億人，而現在地球的人口已超過60億。人口對水源、土地的壓力很大。埋伏了社會動蕩的因素。本發明是節水和利用一切平面，空間栽種作物的有效手段，也是改造沙漠和阻止土地荒漠化的有效手段，可作到社會效益、生態效益、經濟效益的統一，具有巨大的市場潛力，值得大力推廣。
權利要求
1.一種栽培灌溉作物的新方法，其技術特徵是，通過毛細管集束(
圖1-3)將栽種在容器(
圖1-1)或土地裡(
圖1-2)的作物與水源(1-6)或輸水主管道(
圖1-4)的水(
圖1-5)相連接，以進行穩定、精確灌溉。
2.根據權利要求1，其技術特徵是，在一定高度內，毛細管集束對作物單位時間輸水量與水壓大小無關，與毛細管集束橫截面積的大小和毛細管對水吸引力的大小有關。
3.根據權利要求1，其技術特徵是，與毛細管集束相連的輸水主管道，管道內既可以是空心式的，也可以是充滿毛細管物質的。
4.根據權利要求1，其技術特徵是，在地表以下建築微型儲水池，引聚地表徑流蓄水，毛細管集束能將水提升對作物進行灌溉。
5.根據權利要求1，其技術特徵是，與毛細管集束連接的栽培容器，可成行地固定在地面(圖2)、樓頂、陽臺、水面、空中或埋在土壤內1、容器形狀可製成動物型、人物型、植物型、礦物型及組合型。
6.根據權利要求1，其技術特徵是，連接作物與水源或輸水管道的毛細管集束有保護外套，與作物連接的一端毛細管集束從外套伸出。
全文摘要
本發明是一種栽培灌溉作物的新方法,其技術特徵是,通過毛細管集束將水源或輸水管道的水與所種作物相連接,利用毛細管對水的吸引力將水輸送給作物進行灌溉。此種灌溉,排除了水壓對毛細管集束單位時間輸水量的影響。在不用外加能量的情況下,毛細管集束能將低於作物的水吸引提升供作物吸收;也能將壓力較大的灌溉水轉化為無壓力水。使水輸送均勻、穩定、精確,無重力水產生,沒有水浪費。達到節能、節水、節肥、節勞力、疏鬆土壤,提高作物產量目的。與現有滴灌比較,能節省電力90%,節水50%以上,還能節省基礎設施投入。耗用6噸水就可產生一噸生菜或萵筍。此技術的推廣使用,有難於估量的社會效益和經濟效益。
文檔編號A01G27/00GK1329819SQ0010947
公開日2002年1月9日 申請日期2000年6月27日 優先權日2000年6月27日
發明者王貞良, 王哲 申請人:韓玉娥