灌溉系統(tǒng)及應(yīng)用該灌溉系統(tǒng)澆灌水紫樹幼苗的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種灌溉系統(tǒng)及應(yīng)用該灌溉系統(tǒng)澆灌水紫樹幼苗的方法，該灌溉系統(tǒng)包括水渠系統(tǒng)、栽培容器和節(jié)水灌溉控制系統(tǒng)，其中水渠系統(tǒng)由多條在地表開設(shè)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(shè)置有通孔，該灌溉系統(tǒng)能實時監(jiān)測土壤中的含水量，并根據(jù)控制單元設(shè)定的各項參數(shù)值自動向栽培容器中灌水，切實保證植物的正常生長環(huán)境。該發(fā)明還公開了一種應(yīng)用該灌溉系統(tǒng)澆灌水紫樹幼苗的方法，使用該系統(tǒng)，水紫樹幼苗的成長速度和質(zhì)量都得到了充分的保證。
【專利說明】灌溉系統(tǒng)及應(yīng)用該灌溉系統(tǒng)澆灌水紫樹幼苗的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及設(shè)施農(nóng)業(yè)中的灌溉【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種園藝植物節(jié)水灌溉系統(tǒng)及應(yīng)用該灌溉系統(tǒng)澆灌水紫樹幼苗的方法【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]水對于園藝植物栽培生產(chǎn)至關(guān)重要，為園藝植物灌水是一項經(jīng)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(fā)展節(jié)水灌溉。
[0003]目前，采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(jié)構(gòu)，造成土壤板結(jié)；
[0005]②噴灌，是利用噴頭等專用設(shè)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(shè)備投入較大，在風大地區(qū)或多風季節(jié)不能應(yīng)用；
[0006]③地下灌溉，地下灌溉是將管道埋在土中，水分從管道中滲出濕潤土壤，供水灌溉，是一種節(jié)水效果較理想的灌溉模式。但該種灌溉方法的建設(shè)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(yǎng)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(jié)合的最先進的灌溉方式，具有持續(xù)供水、節(jié)約用水、不破壞土壤結(jié)構(gòu)、維持土壤水分穩(wěn)定、省工、省時等優(yōu) 點。但其設(shè)備投資大，而且為保證滴頭不受堵塞，對水質(zhì)的要求比較嚴格，濾水裝備要精密，耗資很高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]有鑒于此，本發(fā)明提供一種灌溉系統(tǒng)，該灌溉系統(tǒng)采用綜合了地面灌溉與地下灌溉的長處，具有建設(shè)費用低，自動化程度高，節(jié)水效果顯著等優(yōu)點，解決了現(xiàn)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(fā)明通過以下技術(shù)手段解決上述技術(shù)問題:
[0010]本發(fā)明的灌溉系統(tǒng)，包括:水渠系統(tǒng)、栽培容器、節(jié)水灌溉控制系統(tǒng)，其中，
[0011]水渠系統(tǒng)，由多條在地表開設(shè)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(shè)置有通孔，栽培容器內(nèi)側(cè)底部的水平高度低于水渠內(nèi)最高水位線的高度；
[0013]節(jié)水灌溉控制系統(tǒng)，用于控制水渠內(nèi)的水位和灌溉時間。
[0014]進一步，所述節(jié)水灌溉控制系統(tǒng)，包括自動供排水裝置、土壤濕度傳感器、水位傳感器和控制單元，所述自動供排水裝置、土壤濕度傳感器和水位傳感器分別與控制單元連接；所述土壤濕度傳感器設(shè)置于栽培容器中；所述控制單元用于從土壤濕度傳感器處獲得土壤含水量信息，并根據(jù)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；所述水位傳感器用于檢測水渠中的水位高度，并將水位信息發(fā)送至控制單元，控制單元根據(jù)獲得的即時水位信息判斷是否結(jié)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(yǎng)元素。當所述土壤濕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(fā)出給水信號，控制單元發(fā)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(shè)定的高度時，所述控制單元給水泵信號使之關(guān)閉。
[0016]進一步，所述栽培容器內(nèi)側(cè)底部的水平高度低于水渠內(nèi)最高水位線高度l-3cm ；
[0017]進一步，所述水渠出口處設(shè)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(nèi)側(cè)表面鋪設(shè)有由黑色材料制成的吸熱層。
[0021]進一步，所述水渠的兩面?zhèn)缺谏祥_設(shè)用于放置栽培容器的臺階。
[0022]進一步，所述臺階上設(shè)置有卡緊栽培容器的裝置。
[0023]應(yīng)用該灌溉系統(tǒng)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于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 土壤濕度傳感器檢測土壤中的含水量，當土壤濕度低于80%時，向控制單元發(fā)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(shè)定的水位極限值時，水位傳感器發(fā)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(fā)明的灌溉系統(tǒng)具有以下有益效果:
[0029]I)本發(fā)明的灌溉系統(tǒng)，其在地表開設(shè)水渠系統(tǒng)，節(jié)省了建設(shè)和維護費用，另外，應(yīng)用底部帶有通孔的栽培容器，通過栽培容器內(nèi)土壤的毛吸作用來對栽培容器的植物進行灌溉，使得本發(fā)明的灌溉系統(tǒng)具備了地下灌溉的節(jié)水效果。
[0030]2)本發(fā)明的灌溉系統(tǒng)，采用節(jié)水灌溉控制系統(tǒng)，用于對水渠內(nèi)的水位進行控制，可有效的控制灌水量，進一步提升了本發(fā)明的節(jié)水效果。
[0031]3)本發(fā)明的灌溉系統(tǒng)，在水渠頂部密封覆蓋有透明材料，使得水渠內(nèi)的水在中午溫度較高時能夠產(chǎn)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(nèi)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濕度，旱區(qū)甚至是沙漠地帶節(jié)水效果也同樣顯著。
[0032]應(yīng)用該灌溉系統(tǒng)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(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步描述。[0034]圖1為本發(fā)明的灌溉系統(tǒng)俯視圖；
[0035]圖2為采用本發(fā)明的灌溉系統(tǒng)栽培植物時的立體圖；
[0036]圖3為本發(fā)明灌溉系統(tǒng)中的水渠系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖4為本發(fā)明灌溉系統(tǒng)中的節(jié)水灌溉控制系統(tǒng)連接結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0038]以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明進行詳細說明:
[0039]圖1-4為本灌溉系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖:本發(fā)明的灌溉系統(tǒng)，包括:水渠系統(tǒng)、栽培容器2、節(jié)水灌溉控制系統(tǒng)，其中，所述水渠系統(tǒng)，由多條在地表開設(shè)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(shè)置有通孔，栽培容器2內(nèi)側(cè)底部的水平高度低于水渠I內(nèi)最高水位線的高度；所述節(jié)水灌溉控制系統(tǒng)，用于控制水渠I內(nèi)的水位和灌溉時間。
[0040]作為上述技術(shù)方案的進一步改進，所述節(jié)水灌溉控制系統(tǒng)，包括自動供排水裝置、土壤濕度傳感器4、水位傳感器5和控制單元6，所述自動供排水裝置、土壤濕度傳感器4和水位傳感器5分別與控制單元6連接；所述土壤濕度傳感器4設(shè)置于栽培容器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用于從土壤濕度傳感器4處獲得土壤含水量信息，并根據(jù)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用于檢測水渠I中的水位高度，并將水位信息發(fā)送至控制單元6，控制單元6根據(jù)獲得的即時水位信息判斷是否結(jié)束自動供排水裝置的動作。
[0041]作為上述技術(shù)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(huán)系統(tǒng)；所述儲水池的水中混有營養(yǎng)元素，當所述土壤濕度傳感器4感測到所述栽培容器2中缺水時，向所述控制單元6發(fā)出給水信號，控制單元6發(fā)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(shè)定的高度時，所述控制單元6給水泵信號使之關(guān)閉。優(yōu)選的，所述水渠出口處設(shè)置有電磁閥門9，所述電磁閥門9與控制單元6連接，所述土壤濕度傳感器4感測到所述栽培容器2中的土壤濕度達到設(shè)定值時向控制單元6發(fā)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(shè)定值時向控制單元6發(fā)生信息，所述控制單元6控制電磁閥門9關(guān)閉，所述水位下降的設(shè)定值應(yīng)低于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(shù)方案的進一步改進，所述栽培容器2內(nèi)側(cè)底部的水平高度低于水渠I內(nèi)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(nèi)土壤的吸水速快不易過快，進而達到節(jié)水灌溉的效果。
[0043]作為上述技術(shù)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(fā)產(chǎn)生的水蒸氣不會被揮化散凈，甚至透明材料7內(nèi)的氣壓將高于外界空氣的氣壓，微高壓環(huán)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(nèi)的土壤在外界溫度較高的情況下能夠長久地保持一定的濕度，旱區(qū)甚至是沙漠地帶節(jié)水效果也同樣顯著。
[0044]作為上述技術(shù)方案的進一步改進，所述水渠I內(nèi)側(cè)表面鋪設(shè)有由黑色材料制成的吸熱層，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(fā)，并進一步增強水渠內(nèi)的氣壓，進而無需澆灌，栽培容器內(nèi)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(shù)方案的進一步改進，所述水渠I的兩面?zhèn)缺谏祥_設(shè)用于放置栽培容器2的臺階8，用以使栽培容器2的底部容易與水渠內(nèi)的水接觸。優(yōu)選的，所述臺階上設(shè)置有卡緊栽培容器的裝置，以防止栽培容器2側(cè)翻。
[0046]以下為應(yīng)用該灌溉系統(tǒng)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(yōu)選紫色土，然后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，利用土壤濕度傳感器檢測土壤中的含水量，當土壤濕度低于80%時，向控制單元發(fā)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(shè)定的水位極限值時，水位傳感器發(fā)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(yōu)選紫色土，然后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，利用土壤濕度傳感器檢測土壤中的含水量，當土壤濕度低于80%時，向控制單元發(fā)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(shè)定的水位極限值時，水位傳感器發(fā)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(yōu)選紫色土，然后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，利用土壤濕度傳感器檢測土壤中的含水量，當土壤濕度低于80%時，向控制單元發(fā)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(shè)定的水位極限值時，水位傳感器發(fā)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(yōu)選紫色土，然后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，利用土壤濕度傳感器檢測土壤中的含水量，當土壤濕度低于80%時，向控制單元發(fā)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(shè)定的水位極限值時，水位傳感器發(fā)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(yōu)選紫色土，然后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，利用土壤濕度傳感器檢測土壤中的含水量，當土壤濕度低于80%時，向控制單元發(fā)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(shè)定的水位極限值時，水位傳感器發(fā)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采用該灌溉系統(tǒng)，采用手工澆水方式，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(tài)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(jù)表中數(shù)據(jù)可知，使用該灌溉系統(tǒng)的水紫樹幼苗比沒有使用該灌溉系統(tǒng)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，對于使用了該灌溉系統(tǒng)的水紫樹幼苗來說，土壤層厚度大于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(quán)利要求】
1.一種灌溉系統(tǒng)，其特征在于，包括:水渠系統(tǒng)、栽培容器(2)、節(jié)水灌溉控制系統(tǒng)，其中， 水渠系統(tǒng)，由多條在地表開設(shè)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(shè)置有通孔，栽培容器(2)內(nèi)側(cè)底部的水平高度低于水渠(1)內(nèi)最高水位線的高度； 節(jié)水灌溉控制系統(tǒng)，用于控制水渠(1)內(nèi)的水位和灌溉時間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的灌溉系統(tǒng)，其特征在于:所述節(jié)水灌溉控制系統(tǒng)，包括自動供排水裝置、土壤濕度傳感器(4)、水位傳感器(5)和控制單元(6)，所述自動供排水裝置、土壤濕度傳感器(4 )和水位傳感器(5 )分別與控制單元(6 )連接；所述土壤濕度傳感器(4 )設(shè)置于栽培容器(2)中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的灌溉系統(tǒng)，其特征在于: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(yǎng)元素。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的灌溉系統(tǒng)，其特征在于:所述栽培容器(2)內(nèi)側(cè)底部的水平高度低于水渠(1)內(nèi)最高水位線高度l-3cm。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的灌溉系統(tǒng)，其特征在于:所述水渠(1)出口處設(shè)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(jù)權(quán)利要求1所述的灌溉系統(tǒng)，其特征在于: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(jù)權(quán)利要求6所述的灌溉系統(tǒng)，其特征在于:所述水渠(1)內(nèi)側(cè)表面鋪設(shè)有由黑色材料制成的吸熱層。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的灌溉系統(tǒng)，其特征在于:所述水渠(1)的兩面?zhèn)缺谏祥_設(shè)用于放置栽培容器(2)的臺階(8)。
9.一種應(yīng)用如權(quán)利要求1-8中所述的灌溉系統(tǒng)澆灌水紫樹幼苗的方法，其特征在于，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于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 土壤濕度傳感器檢測土壤中的含水量，當土壤濕度低于80%時，向控制單元發(fā)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(shè)定的水位極限值時，水位傳感器發(fā)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(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，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(yōu)先權(quán)日:2013年9月27日
【發(fā)明者】王正春 申請人:重慶市林業(yè)科學研究院