專利名稱：一種灌溉裝置及其灌溉方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)灌溉領(lǐng)域，特別是涉及一種適用于果樹、溫室溝 灌蔬菜作物和玉米、棉花、馬鈴薯等大田溝灌作物的水肥局部根區(qū)交 替溝灌的灌溉裝置和灌溉方法。
背景技術(shù)：
水是維系植物生長(zhǎng)的最基本要素，特別是在干單和半干旱地區(qū)， 以有限的水資源獲取農(nóng)作物最大的灌溉效益，顯得尤為重要?；诠?jié) 水灌溉技術(shù)原理與作物感知缺水的根源信號(hào)理論提出的根系分區(qū)交 替灌溉技術(shù)，是主動(dòng)的控制作物根系活動(dòng)層的土壤在水平或垂直剖面 的某個(gè)區(qū)域干燥，使作物根系始終有一部分生長(zhǎng)在干燥或較為干燥的 土壤區(qū)域中，限制該部分的根系吸水，同時(shí)通過人工控制使根系在水 平或垂直剖面的干燥區(qū)域交替出現(xiàn)，使干燥區(qū)的根系產(chǎn)生水分脅迫信 號(hào)傳遞到葉氣孔從而有效地調(diào)節(jié)氣孔關(guān)閉，而處于濕潤(rùn)區(qū)的根系從土 壤中吸收水分以滿足作物的最小生命之需，使對(duì)作物的傷害保持在臨 界限度以內(nèi)。同時(shí)由于表層土壤總是間歇性的處于干單區(qū)，這樣既可 減少棵間均勻濕潤(rùn)時(shí)的無效蒸發(fā)損失和總的灌溉用水量，亦可降低土 壤機(jī)械強(qiáng)度、改善土壤的通透性，促進(jìn)根系的補(bǔ)償生長(zhǎng)，提高根系對(duì) 水分、養(yǎng)分的利用率，提高礦質(zhì)養(yǎng)分的有效性，以不犧牲作物的光合 產(chǎn)物累積而達(dá)到節(jié)水的目的。近幾年的研究結(jié)果表明，根系分區(qū)交替灌水使根系附近的草酸分 泌物濃度增加，有利于活化根系區(qū)域的養(yǎng)分離子吸收環(huán)境，提高水分 養(yǎng)分利用效率。室內(nèi)和大田試驗(yàn)結(jié)果均表明根區(qū)干濕交替能夠增強(qiáng)根 系的吸氮能力，該技術(shù)的節(jié)水效應(yīng)與合理施肥相結(jié)合才能發(fā)揮更好的 作用。地面灌溉目前仍然是世界上特別是發(fā)展中國(guó)家廣泛釆用的灌水 技術(shù)，我國(guó)有98%以上的灌溉面積仍采用傳統(tǒng)的地面灌溉技術(shù)，其中 溝灌更是一種古老的灌溉技術(shù)，但傳統(tǒng)的溝灌技術(shù)存在勞動(dòng)強(qiáng)度大、 施肥粗放和水分養(yǎng)分浪費(fèi)的問題?，F(xiàn)有的灌溉系統(tǒng)因易出現(xiàn)機(jī)械故 障、設(shè)備費(fèi)用高、操作較復(fù)雜等原因，推廣較慢。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供 一種灌溉裝置和灌溉方法，該灌溉裝置可快速拆卸和組裝，成本低廉，操作簡(jiǎn)單，便于大面積推廣應(yīng)用；該灌溉 方法具有節(jié)地、節(jié)水、節(jié)能、節(jié)肥的特點(diǎn)。為達(dá)到上述目的，一方面，本發(fā)明的技術(shù)方案提供一種灌溉裝置, 其特征在于，包括支架；主管道，設(shè)置在所述支架上，用于將水引 入到所述灌溉裝置中；滑動(dòng)桿，設(shè)置在所述支架上；若干根出水管， 各所述出水管一端與所述主管道連接，另一端固定在所述滑動(dòng)桿上。其中，所述灌溉裝置還包括流線型的緩沖板，通過緊固螺栓安 裝在所述滑動(dòng)桿上，位于所述出水管的出水口的下方，用于對(duì)從所述 出水管的出水口流出的水起到緩沖作用，所述緩沖板的數(shù)量與所述出 水管的數(shù)量相同。其中，所述灌溉裝置還包括支架底座，所述支架底座高度可調(diào)； 水肥容器，設(shè)置在所述支架底座上，用于盛放溶解有肥料的液體；輸 送管， 一端與所述水肥容器底部連接，另一端與所述主管道連接。其中，所述輸送管與水肥容器之間設(shè)置有過濾單元，用于對(duì)流入 所述輸送管中的液體進(jìn)行過濾。其中，所述輸送管與與所述主管道通過密封件連接。其中，所述密封件設(shè)有止回閥。其中，所述輸送管為聚氯乙烯管。其中，所述出水管為聚氯乙烯管。其中，所述灌溉裝置包括若干根所述主管道，所述若干根主管道之間通過絲扣連接。另 一方面，本發(fā)明的技術(shù)方案提供一種灌溉方法，包括以下步驟:根據(jù)灌溉作物的溝間距調(diào)整各出水管出水口的間距，使出水口的間距為所述灌溉作物的溝間距的兩倍，開始灌溉；下次灌溉前，調(diào)節(jié)滑動(dòng)桿，使所述滑動(dòng)桿向一側(cè)移動(dòng)的距離為所述灌溉作物的溝間距，然后 再進(jìn)行灌溉，依此類推。上述技術(shù)方案僅是本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選技術(shù)方案，具有如下優(yōu)點(diǎn) 原理簡(jiǎn)單，具有節(jié)地、節(jié)水、節(jié)能、節(jié)肥的特點(diǎn)，各部分都可以快速 拆卸和組裝，另外，成本低廉，操作簡(jiǎn)單，便于大面積推廣和應(yīng)用。


圖l是本發(fā)明實(shí)施例的 一種灌溉裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例的一種灌溉裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖。其中，1:主管道；2:支架；3:出水管；4:過濾單元；5:緩沖板；6:滑動(dòng)桿；7:水肥容器；8:支架底座；9:輸送管；10:密封件；11:絲扣；12:出水口。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì) 描述。以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。本實(shí)施例的灌溉裝置能對(duì)田間和溫室溝灌作物實(shí)施水肥局部根 區(qū)灌溉，該灌溉裝置及利用該裝置的灌溉方法既能滿足寬行距作物固 定隔溝灌溉和隔溝交替灌溉的要求，又能保證液肥簡(jiǎn)便易行的局部施 入和施肥量可調(diào)，保證各出水管出水量均勾和出水量可調(diào)，以保證作 物對(duì)水肥的需求，提高水肥利用效率。該水肥局部根區(qū)灌溉方法及其 灌溉控制系統(tǒng)的工作原理是采用高度可調(diào)的簡(jiǎn)易式水肥供應(yīng)裝置施 肥，本次與下次灌溉和施肥在相鄰灌水溝之間交替進(jìn)行。出水管一端 固定在主水管上，另一端通過緊固件固定在滑動(dòng)桿上，當(dāng)緊固螺栓擰 緊時(shí)，出水管隨滑動(dòng)桿整體移動(dòng)，當(dāng)緊固螺栓松開時(shí)，出水口間的距離可以分別進(jìn)行調(diào)節(jié)以適合不同溝間距的作物。參見附圖l，灌溉時(shí)，水肥容器的支架高度由以下公式計(jì)算:式中，//為水肥容器的支架高度；F為作物某次某類型肥料的需 肥量(kg); C為液肥濃度(g/L); D為水肥容器的內(nèi)直徑(m); /為 灌溉定額(mVhm2); P為主管道工作壓力(KPa);尸。為出水口平均 工作壓力(KPa); /2,為土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層深度(m)，根據(jù)不同作物根 系的分布狀況，大田條件下取0.6 1.0m;溫室條件下取0.3 0.5m;" 為圓周率。按照上式計(jì)算得到安裝支架的支架高度，在待灌溉作物的地頭設(shè) 置支架底座8，并在支架底座8上放置盛放有溶解了肥料的液體的水肥 容器7，水肥容器7可以為水肥桶，也可以為其它容器。支架底座8優(yōu) 先為三角支架底座，其高度可調(diào)，調(diào)整其高度至所需高度。然后安裝 支架2，支架2可以為若干個(gè)單獨(dú)的支架，也可以為一體的支架結(jié)構(gòu)， 安裝完支架后，將主管道1設(shè)置在支架2上，同時(shí)將滑動(dòng)桿6安裝在支 架2上，在外力的驅(qū)動(dòng)下，滑動(dòng)桿6可以在支架2上滑動(dòng)。然后通過緊 固螺栓將緩沖板5固定在滑動(dòng)桿6上，當(dāng)需要調(diào)解緩沖板5的距離時(shí)， 可以松開緊固螺栓，對(duì)緩沖板5的距離進(jìn)行調(diào)整。緩沖板5上設(shè)置有與 出水管3配合的孔，緩沖板5位于出水管3的下方，使從出水管3的出水 口流出的水流入田間的時(shí)候先流到緩沖板5上進(jìn)行緩沖，從而不會(huì)產(chǎn) 生太大的沖力，防止水流沖蝕土壤和破壞根系。當(dāng)然，在某些特定的 情況下，也可以不使用緩沖板5，直接將出水管3連接在滑動(dòng)桿6上， 也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)作物的灌溉。主管道1上設(shè)置有若干個(gè)與出水管3配合的 出水口12，將各個(gè)出水管3安裝在各出水口12上，實(shí)現(xiàn)出水管3與主管 道1的連接。出水管3、緩沖板5與主管道1上的出水口12的數(shù)量保持一 致。根據(jù)澆灌長(zhǎng)度可以使用多根主管道l,各主管道l之間通過絲扣ll 快速連接。然后將輸送管9的 一端與水肥容器7底部的出水口通過過濾單元4連接，過濾單元4可以為簡(jiǎn)單的濾網(wǎng)，也可以為其它能夠起到過 濾目的的裝置。如果水肥容器7內(nèi)的水肥液體沒有阻塞管道的異物， 也可以不使用過濾單元4。輸送管9的另一端與主管道1通過密封件10 連接，密封件10上設(shè)有止回閥，防止水肥液體回流，水肥容器7內(nèi)的 水肥液體以自壓注入方式隨水局部根區(qū)施肥，施肥量可通過調(diào)整三角 支架底座高度實(shí)現(xiàn)。出水管3和輸送管9釆用PVC (Polyvinylchlorid， 聚氯乙烯)管，與金屬管相比，可以防止水管生銹，同時(shí)降低了整個(gè) 裝置的重量，有利于拆卸和搬運(yùn)，另外，也大大降低了整個(gè)裝置的成 本。該灌溉裝置如果在某個(gè)生育期或全部生育期不需要施肥，則可不 安裝支架底座8、水肥容器7和輸送管9，僅僅實(shí)現(xiàn)灌溉的目的。實(shí)際工作時(shí)，首先根據(jù)施肥量、液肥濃度和管道壓力計(jì)算出水肥 容器的放置高度，然后通過調(diào)整支架底座8的高度，使水肥容器的處 于放置高度。然后根據(jù)灌溉作物的溝間距調(diào)整各出水管出水口的間距，使出水 口的間距為灌溉作物的溝間距的兩倍，開始灌溉；下次灌溉前，調(diào)節(jié)滑動(dòng)桿，使所述滑動(dòng)桿向一側(cè)移動(dòng)的距離為所 述灌溉作物的溝間距，然后再進(jìn)行灌溉，依次類推。具體地講，假如對(duì)灌溉和施肥溝編號(hào)依次為l、 2、 3、 4、 5、 6......,就是本次灌溉和施肥溝為l、 3、 5、 7溝，下次灌溉和施肥時(shí)將滑動(dòng)桿 向一側(cè)拉動(dòng)單位溝寬的距離，再對(duì)2、 4、 6、 8溝進(jìn)行澆灌，依次類推。由以上實(shí)施例可以看出，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是原理簡(jiǎn)單，克服了傳 統(tǒng)溝灌灌水過程中人工順溝撒施肥料和均勾濕潤(rùn)以及毛渠占地和水 量浪費(fèi)的不足，具有節(jié)地、節(jié)水、節(jié)能、節(jié)肥的特點(diǎn)，可快速拆卸和 組裝，成本低廉，搡作簡(jiǎn)單，便于大面積推廣和應(yīng)用。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng) 域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以 做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1. 一種灌溉裝置，其特征在于，包括支架；主管道，設(shè)置在所述支架上，用于將水引入到所述灌溉裝置中；滑動(dòng)桿，設(shè)置在所述支架上；若干根出水管，各所述出水管一端與所述主管道連接，另一端固定在所述滑動(dòng)桿上。
2、 如權(quán)利要求l所述的灌溉裝置，其特征在于，所述灌溉裝置 還包括緩沖板，通過緊固螺栓安裝在所述滑動(dòng)桿上，位于所述出水管的 出水口的下方，用于對(duì)從所述出水管的出水口流出的水起到緩沖作 用，所述緩沖板的數(shù)量與所述出水管的數(shù)量相同。
3、 如權(quán)利要求2所述的灌溉裝置，其特征在于，所述灌溉裝置 還包括支架底座，所述支架底座高度可調(diào)；水肥容器，設(shè)置在所述支架底座上，用于盛放溶解有肥料的液體; 輸送管， 一端與所述水肥容器底部連接，另一端與所述主管道連接。
4、 如權(quán)利要求3所述的灌溉裝置，其特征在于，所述輸送管與 水肥容器之間設(shè)置有過濾單元，用于對(duì)流入所述輸送管中的液體進(jìn)行 過濾。
5、 如權(quán)利要求4所述的灌溉裝置，其特征在于，所述輸送管與 與所述主管道通過密封件連接。
6、 如權(quán)利要求5所述的灌溉裝置，其特征在于，所述密封件設(shè) 有止回閥。
7、 如權(quán)利要求3所述的灌溉裝置，其特征在于，所述輸送管為 聚氯乙烯管。
8、 如權(quán)利要求1 7任一項(xiàng)所述的灌溉裝置，其特征在于，所述 出水管為聚氯乙烯管。
9、 如權(quán)利要求8所述的灌溉裝置，其特征在于，所述灌溉裝置 包括若干根所述主管道，所述若干根主管道之間通過絲扣連接。
10、 一種利用權(quán)利要求l的灌溉裝置進(jìn)行灌溉的方法，其特征在 于，包括以下步驟根據(jù)灌溉作物的溝間距調(diào)整各出水管出水口的間距，使出水口的 間距為所述灌溉作物的溝間距的兩倍，開始灌溉；下一次灌溉前，調(diào)節(jié)滑動(dòng)桿，使所述滑動(dòng)桿向一側(cè)移動(dòng)的距離為 所述灌溉作物的溝間距，然后再進(jìn)行灌溉。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種灌溉裝置，包括支架；主管道，設(shè)置在所述支架上，用于將水引入到所述灌溉裝置中；滑動(dòng)桿，設(shè)置在所述支架上；若干根出水管，各所述出水管一端與所述主管道連接，另一端固定在所述滑動(dòng)桿上。本發(fā)明原理簡(jiǎn)單，具有節(jié)地、節(jié)水、節(jié)能、節(jié)肥的特點(diǎn)，各部分都可以快速拆卸和組裝，另外，成本低廉，操作簡(jiǎn)單，便于大面積推廣和應(yīng)用。
文檔編號(hào)A01C21/00GK101278640SQ20081011219
公開日2008年10月8日 申請(qǐng)日期2008年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月21日
發(fā)明者丁日升, 侯書林, 康紹忠, 杜太生, 曦 趙 申請(qǐng)人:中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)