專利名稱：一種溫室作物理想調(diào)控灌溉系統(tǒng)及灌溉方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種灌溉系統(tǒng)及方法，特別是關(guān)于一種能夠根據(jù)不同作物類型、不同作物生長(zhǎng)階段對(duì)水分的需求來進(jìn)行灌溉的溫室作物理想調(diào)控灌溉系統(tǒng)及灌溉方法。
背景技術(shù)：
對(duì)于作物生長(zhǎng)而言，均存在最優(yōu)的土壤水分閾值，而不同作物在不同生育期的最優(yōu)閾值會(huì)明顯不同，但目前的灌溉系統(tǒng)并不能使作物根區(qū)的土壤水分達(dá)到目標(biāo)控制閾值。而且，作物在生長(zhǎng)過程中能夠從根部實(shí)際吸收到的水分是很少的，但其卻是在持續(xù)不斷地吸收水分，因此需要持續(xù)不斷地供給水分，這才是真正的有效供水。土壤本身有很強(qiáng)的儲(chǔ)水能力，自然界正是利用土壤中儲(chǔ)蓄的水分為植物提供有效供水，然而，由于土壤有很強(qiáng)的滲漏及蒸發(fā)能力，為了維持植物生長(zhǎng)所需的有效供水，往往需要成千上萬倍地為土壤提供儲(chǔ)蓄水。 傳統(tǒng)灌溉方式就是最大限度地利用了土壤的蓄水功能，采用大水漫灌的方式為土壤蓄足水分，以后相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間都要靠土壤中的儲(chǔ)蓄水來維持植物生長(zhǎng)，同時(shí)土壤中的儲(chǔ)蓄水絕大部分會(huì)被蒸發(fā)和滲漏掉，水資源的浪費(fèi)極其嚴(yán)重。目前，滴灌的方式能夠有效地節(jié)約水資源，而且國(guó)內(nèi)外滴灌的發(fā)展水平也越來越高，但由于滴灌的灌水器最小出水速度都在每小時(shí)2升以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于植物的實(shí)際需水速度，水分利用效率不高，水資源的浪費(fèi)雖較其他灌溉方式有所緩解，但依然會(huì)有不少的浪費(fèi)。此外，滴灌的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)較為復(fù)雜，且滴管容易發(fā)生堵塞，使得滴灌系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用較高，長(zhǎng)期使用起來不夠經(jīng)濟(jì)節(jié)約。土壤是一種多孔介質(zhì)，其本身就存在一定的吸力。當(dāng)土壤中含水率降低時(shí)，土壤基質(zhì)勢(shì)降低，使得土壤對(duì)水的吸附能力增強(qiáng)；當(dāng)土壤中含水率增加時(shí)，土壤基質(zhì)勢(shì)也隨之增高，使得土壤對(duì)水的吸附能力降低，滲漏速率減少，逐漸達(dá)到一個(gè)平衡，從而有效地節(jié)約水資源。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種節(jié)水效果好，且能夠有效地保障作物根區(qū)土壤水分處于最優(yōu)控制閾值，確保灌水器出流速度和土壤水勢(shì)需求相平衡的溫室作物理想調(diào)控灌溉系統(tǒng)及灌溉方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案一種溫室作物理想調(diào)控灌溉系統(tǒng)，其特征在于它包括支架，蓄水裝置、灌溉管網(wǎng)、水頭升降裝置和控制器；所述支架包括四根下支柱和四根上支柱，相對(duì)設(shè)置的一對(duì)所述上、下支柱通過拔插桿和圓孔連接成一體；所述蓄水裝置包括固定在所述支架頂端的一水箱，所述水箱內(nèi)設(shè)置有一監(jiān)測(cè)水位高度的傳感器，所述水箱的一側(cè)通過一進(jìn)水閥連接輸水總管，另一側(cè)通過一濾網(wǎng)和一出水閥連接一軟管；所述灌溉管網(wǎng)包括一與所述軟管連通的支管，所述支管上間隔設(shè)置有若干毛管，各所述毛管的末端共同連接一排氣管，所述排氣管的兩端垂直伸出地面；在每一所述毛管上間隔設(shè)置有若干灌水器，每一所述灌水器包括一連接管，每一所述連接管的上部與所述毛管內(nèi)部連通，每一所述連接管的下部通過內(nèi)螺紋連接一灌水管，所述灌水管內(nèi)設(shè)置有若干毛細(xì)管束；所述灌水器下方的土壤中設(shè)置有濕度傳感器；所述水頭升降裝置包括一端固定的一繩索，所述繩索通過一滑輪組和水箱拉繩與所述水箱連接；所述控制器分別與所述水位傳感器、進(jìn)水閥和濕度傳感器電連接。所述灌水管與所述連接管的連接處設(shè)置有通過墊片固定的濾膜。所述支管與所述軟管通過一干管連通，所述干管上設(shè)置有監(jiān)測(cè)水壓的壓力表。伸出地面的所述排氣管兩端分別設(shè)置有一排氣閥。所述滑輪組包括一設(shè)置在所述繩索上的一動(dòng)滑輪，所述動(dòng)滑輪通過所述水箱拉繩連接一吊射在溫室鐵架上的定滑輪，所述水箱拉繩另一端連接所述水箱。所述毛細(xì)管束的下端比所述灌水管下端長(zhǎng)1. 5 2. 5mm。上述一種溫室作物理想調(diào)控灌溉系統(tǒng)的灌溉方法，其包括以下步驟1)根據(jù)作物的需水量進(jìn)行土壤水動(dòng)力學(xué)計(jì)算以及灌溉管網(wǎng)水力學(xué)計(jì)算，確定出水源水頭高度與毛細(xì)管束長(zhǎng)度的平衡公式；
權(quán)利要求
1.一種溫室作物理想調(diào)控灌溉系統(tǒng)，其特征在于它包括支架，蓄水裝置、灌溉管網(wǎng)、 水頭升降裝置和控制器；所述支架包括四根下支柱和四根上支柱，相對(duì)設(shè)置的一對(duì)所述上、下支柱通過拔插桿和圓孔連接成一體；所述蓄水裝置包括固定在所述支架頂端的一水箱，所述水箱內(nèi)設(shè)置有一監(jiān)測(cè)水位高度的傳感器，所述水箱的一側(cè)通過一進(jìn)水閥連接輸水總管，另一側(cè)通過一濾網(wǎng)和一出水閥連接一軟管；所述灌溉管網(wǎng)包括一與所述軟管連通的支管，所述支管上間隔設(shè)置有若干毛管，各所述毛管的末端共同連接一排氣管，所述排氣管的兩端垂直伸出地面；在每一所述毛管上間隔設(shè)置有若干灌水器，每一所述灌水器包括一連接管，每一所述連接管的上部與所述毛管內(nèi)部連通，每一所述連接管的下部通過內(nèi)螺紋連接一灌水管，所述灌水管內(nèi)設(shè)置有若干毛細(xì)管束；所述灌水器下方的土壤中設(shè)置有濕度傳感器；所述水頭升降裝置包括一端固定的一繩索，所述繩索通過一滑輪組和水箱拉繩與所述水箱連接;所述控制器分別與所述水位傳感器、進(jìn)水閥和濕度傳感器電連接。
2.如權(quán)利要求1所述的一種溫室作物理想調(diào)控灌溉系統(tǒng)，其特征在于所述灌水管與所述連接管的連接處設(shè)置有通過墊片固定的濾膜。
3.如權(quán)利要求1所述的一種溫室作物理想調(diào)控灌溉系統(tǒng)，其特征在于所述支管與所述軟管通過一干管連通，所述干管上設(shè)置有監(jiān)測(cè)水壓的壓力表。
4.如權(quán)利要求1所述的一種溫室作物理想調(diào)控灌溉系統(tǒng)，其特征在于所述支管與所述軟管通過一干管連通，所述干管上設(shè)置有監(jiān)測(cè)水壓的壓力表。
5.如權(quán)利要求1或2或3或4所述的一種溫室作物理想調(diào)控灌溉系統(tǒng)，其特征在于 伸出地面的所述排氣管兩端分別設(shè)置有一排氣閥。
6.如權(quán)利要求1或2或3或4所述的一種溫室作物理想調(diào)控灌溉系統(tǒng)，其特征在于 所述滑輪組包括一設(shè)置在所述繩索上的一動(dòng)滑輪，所述動(dòng)滑輪通過所述水箱拉繩連接一吊射在溫室鐵架上的定滑輪，所述水箱拉繩另一端連接所述水箱。
7.如權(quán)利要求5所述的一種溫室作物理想調(diào)控灌溉系統(tǒng)，其特征在于所述滑輪組包括一設(shè)置在所述繩索上的一動(dòng)滑輪，所述動(dòng)滑輪通過所述水箱拉繩連接一吊射在溫室鐵架上的定滑輪，所述水箱拉繩另一端連接所述水箱。
8.如權(quán)利要求1 7任一項(xiàng)所述的一種溫室作物理想調(diào)控灌溉系統(tǒng)，其特征在于所述毛細(xì)管束的下端比所述灌水管下端長(zhǎng)1. 5 2. 5_。
9.一種如權(quán)利要求1 8任一項(xiàng)所述溫室作物理想調(diào)控灌溉系統(tǒng)的灌溉方法，其包括以下步驟I)根據(jù)作物的需水量進(jìn)行土壤水動(dòng)力學(xué)計(jì)算以及灌溉管網(wǎng)水力學(xué)計(jì)算，確定出水源水頭高度與毛細(xì)管束長(zhǎng)度的平衡公式；
10.如權(quán)利要求9所述的一種灌溉方法，其特征在于所述步驟I)中水源水頭高度與毛細(xì)管束長(zhǎng)度平衡公式的推導(dǎo)過程包括以下步驟①根據(jù)水頭損失計(jì)算公式確定各級(jí)管道上的沿程水頭損失hf
全文摘要
本發(fā)明涉及一種溫室作物理想調(diào)控灌溉系統(tǒng)及灌溉方法，其特征在于它包括支架，蓄水裝置、灌溉管網(wǎng)、水頭升降裝置和控制器；支架由四根下支柱和四根上支柱通過拔插桿和圓孔連接成一體；蓄水裝置包括固定在支架頂端的一水箱，水箱內(nèi)設(shè)置有一監(jiān)測(cè)水位高度的傳感器，水箱的一側(cè)接輸水總管，另一側(cè)連通灌溉管網(wǎng)；灌溉管網(wǎng)包括一支管和間隔設(shè)置在支管上的若干毛管，各毛管的末端共同連接一排氣管；每一毛管上間隔設(shè)置有若干灌水器，每一灌水器下部的灌水管內(nèi)設(shè)置有若干毛細(xì)管束；灌水器下方的土壤中設(shè)置有濕度傳感器，水頭升降裝置由滑輪組和與水箱連接的水箱拉繩構(gòu)成；控制器分別與水位傳感器、進(jìn)水閥和濕度傳感器電連接。本發(fā)明可以廣泛應(yīng)用于各種溫室作物的灌溉過程中。
文檔編號(hào)A01G25/02GK102986482SQ20121053516
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月12日
發(fā)明者李云開, 施澤, 張慶龍, 徐飛鵬 申請(qǐng)人:中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)