一種根域式可控節(jié)肥器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本專利屬于種植業(yè)領(lǐng)域，特別涉及一種利用可控式肥水施用裝置的使用來提高肥料、水分利用效率的技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]肥料是重要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料，是作物生產(chǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ)，對糧食增產(chǎn)的貢獻(xiàn)率在40% -50%左右，目前我國化肥年用量約為6000萬噸，占世界總量的30%以上。而施入土壤中的肥料僅有28%?41%被作物吸收利用，而其他絕大部分被殘留在土壤中或轉(zhuǎn)移至大氣和水體中，造成溫室氣體排放、水體富營養(yǎng)化等一系列環(huán)境問題，肥料利用率低不僅造成大量損失和資源浪費(fèi)，而且嚴(yán)重污染環(huán)境、導(dǎo)致土壤酸化、降低耕地質(zhì)量等。據(jù)估算，全球每年有將近1.5億噸的無機(jī)氮肥施入到地球表面，除植物吸收外，有5千萬噸進(jìn)入河流和地下水，1.7千萬噸以N2O形式進(jìn)入大氣中，4.8千萬噸以N0#P NH 3形式通過大氣從陸地轉(zhuǎn)移至海洋中，此外還有大約9百萬噸將殘留在陸地生物圈幾十年甚至上百年。在我國，隨著化肥用量不斷增加的狀況在帶來資源緊張的同時(shí)，也導(dǎo)致了土壤中養(yǎng)分的大量積累，增加了營養(yǎng)元素向大氣、水體等環(huán)境排放的風(fēng)險(xiǎn)。
[0003]在我國高投入集約化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，普遍施肥過量、養(yǎng)分損失嚴(yán)重、環(huán)境污染加劇等問題更加嚴(yán)重?；实倪^量施用，極易造成養(yǎng)分如硝酸鹽和亞硝酸鹽在農(nóng)作物體內(nèi)過量積累，這些含氮化合物在一定條件下可轉(zhuǎn)化為亞硝胺等致癌物，對人體和動(dòng)物產(chǎn)生危害；同時(shí)，過量施用化肥(尤其是磷肥)會(huì)嚴(yán)重增加土壤中Cd，Pb和As等重金屬的含量，給農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量帶來了巨大的安全隱患。
[0004]隨著設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展和農(nóng)業(yè)技術(shù)的進(jìn)步，傳統(tǒng)的施肥技術(shù)和方式已經(jīng)受到了極大的挑戰(zhàn)，開展科學(xué)施肥原理與技術(shù)是實(shí)現(xiàn)資源高效利用、改善生態(tài)環(huán)境、實(shí)現(xiàn)農(nóng)田可持續(xù)利用以及保障糧食安全的國家重大需求，是協(xié)調(diào)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益的現(xiàn)實(shí)需要。面對當(dāng)前糧食安全和資源環(huán)境的雙重壓力，同時(shí)實(shí)現(xiàn)作物高產(chǎn)、資源高效和環(huán)境保護(hù)已成為我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的必由之路，然而，由于缺乏多學(xué)科、多行業(yè)綜合集成創(chuàng)新研宄，如何減少肥料的施用，同時(shí)提高肥料的利用率已經(jīng)成為了限制我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要瓶頸。在當(dāng)前的環(huán)境中，學(xué)者們對提高肥效的研宄主要集中在作物的生長需求與科學(xué)的施肥方法上，而通過根際圈對植物進(jìn)行對口施肥的技術(shù)研宄與應(yīng)用尚處于起步階段。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明是一種可調(diào)節(jié)式植物根域肥水灌溉技術(shù)裝置，尤其適用于像柚子，菠蘿蜜這樣一些行株距大，單株需肥量高的果樹生產(chǎn)，在葡萄、香蕉、蓮霧、芒果、荔枝等需肥量高的經(jīng)濟(jì)作物種植中，也可以通過等比例擴(kuò)大施肥灌，在施肥灌底部連接滴灌皮管的形式來實(shí)現(xiàn)大批量植物的肥水灌溉操作。在實(shí)際生產(chǎn)中，其主要是通過顯示屏來實(shí)時(shí)監(jiān)測植物根圈部位的濕度和溫度，確定最佳的水肥施用時(shí)間，通過控制肥水儲(chǔ)藏罐將待施的肥液經(jīng)根域接觸區(qū)直接輸送至作物根系表面，避免了肥料從土壤到植物根系之間的擴(kuò)散和滲透過程，保證了作物對肥料的高效吸收和利用。該植物根域式可控節(jié)肥器降低了可溶性肥料從土壤環(huán)境到植物根系迀移和擴(kuò)散過程中所造成的損失和浪費(fèi)，使肥料利用效率顯著提高，同時(shí)也降低土壤污染的風(fēng)險(xiǎn)。此根域式可控節(jié)肥器可應(yīng)用領(lǐng)域廣，操作方便，與普通的穴施化肥相比，能夠使水溶性肥料利用效率提高20%以上，節(jié)水30%以上，具有很強(qiáng)的應(yīng)用和市場推廣前景。
[0006]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):
[0007]1.通過探頭對根際溫度和濕度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，能夠根據(jù)作物水肥需求情況，動(dòng)態(tài)掌握水肥施用的最佳時(shí)間。
[0008]2.直接對作物根域進(jìn)行水肥管理，可以最大幅度的減少肥料損失，提高水溶性肥料的有效利用率，節(jié)肥20%以上，水分利用率達(dá)90%以上。
[0009]3.改變了施肥時(shí)突然降雨等特殊天氣造成的肥料浪費(fèi)。其可以通過調(diào)節(jié)根域施肥器上的控制閥關(guān)閉容器底，及時(shí)停止施肥，減少雨天或極端天氣時(shí)施肥所造成的肥效損失和浪費(fèi)。
[0010]4.在防治根域害蟲時(shí)，該節(jié)肥器也可以作為打藥器使用，特別是針對一些需灌根殺蟲處理的根結(jié)類病蟲害防治效果良好。
[0011 ] 5.該根域式節(jié)肥器可以通過打開活動(dòng)底蓋對海綿網(wǎng)層進(jìn)行拆卸和清洗，能夠很好的解決在使用過程中產(chǎn)生的滲液嘴阻塞等問題。
【附圖說明】
[0012]附圖為本發(fā)明的原理結(jié)構(gòu)示意圖，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
【具體實(shí)施方式】
:
[0013](I)根域式可控節(jié)肥器可以在作物移栽或生長旺季時(shí)置入土壤中，濕度探頭應(yīng)放置于植物主根系位置，具體操作方法為在作物根圈附近向下挖深20-30厘米，將節(jié)肥器置入所挖的坑內(nèi)，置入深度以整個(gè)活塞式容器底埋入土壤，節(jié)肥器置入深度以活塞式容器底與土壤-空氣接觸面平行為宜。
[0014](2)濕度監(jiān)測功能
[0015]該節(jié)肥節(jié)水器的濕度和溫度監(jiān)測主要通過外置的監(jiān)測探頭來實(shí)現(xiàn)的，節(jié)肥器底部連接有濕度監(jiān)測探頭，通過在植物主根周圍置入探頭，能夠?qū)崿F(xiàn)對根際土壤溫度和溫度的動(dòng)態(tài)觀測，在植物水肥缺乏的條件下，打開根域式節(jié)肥節(jié)水器的聯(lián)動(dòng)控制桿，對植物進(jìn)行肥水施用。
[0016]⑶肥水儲(chǔ)藏罐
[0017]根域式可控節(jié)肥節(jié)水器的儲(chǔ)藏主體為塑料、玻璃或金屬材質(zhì)制成的2升以上的肥液儲(chǔ)備罐，儲(chǔ)備罐為上寬下窄型，底部最窄處開口大于10厘米，儲(chǔ)備罐底部往上10厘米，安裝有可調(diào)節(jié)式活塞閥，其通過拉桿設(shè)計(jì)控制底部肥液的施用與關(guān)閉，儲(chǔ)備罐底部留有約5厘米的儲(chǔ)水層，儲(chǔ)水層往下為2-3厘米的海綿層，海綿層往下即為植物根系與肥水調(diào)節(jié)器的接觸區(qū)。
[0018](4)進(jìn)樣口
[0019]肥水儲(chǔ)藏罐的進(jìn)樣口為掀背式設(shè)計(jì)，材質(zhì)與儲(chǔ)藏罐材質(zhì)相同，進(jìn)樣口掀背蓋直徑為10厘米，密封性好，其可以完全打開，方便肥水倒入和調(diào)節(jié)容器內(nèi)外的氣壓，達(dá)到控制肥水自然下滲的目的。
[0020](5)底部活塞聯(lián)動(dòng)控制桿
[0021]在儲(chǔ)藏罐的右側(cè)設(shè)計(jì)有控制底部活塞式容器底開關(guān)的聯(lián)動(dòng)閥，通過聯(lián)動(dòng)閥可以控制活塞式容器底的開口大小，從而達(dá)到精準(zhǔn)控制肥液流速和流量的效果。
[0022](6)可拆卸式海綿網(wǎng)
[0023]肥水儲(chǔ)藏罐底部為一層滲液性強(qiáng)的海綿網(wǎng)，主要起到肥液自然滲透、防止土壤和植物根系周圍的其它物質(zhì)阻塞容器和平衡容器內(nèi)外與植物根際圈氣壓差的效果。海綿網(wǎng)為儲(chǔ)藏罐的附屬結(jié)構(gòu)，其可以通過打開容器底蓋從進(jìn)樣口取出，進(jìn)行清洗，達(dá)到多次重復(fù)利用。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種根域式可控節(jié)肥器，通過根際接觸區(qū)實(shí)現(xiàn)肥料與植物根系的養(yǎng)分交換，減少了液態(tài)肥料在土壤中擴(kuò)散所造成的損失與浪費(fèi)。其主要包括:容器主體(I)進(jìn)液口(2)活塞式容器底⑶聯(lián)動(dòng)控制桿⑷可拆卸式海綿網(wǎng)(5)根圈接觸區(qū)(6)濕度探測器(7)探頭連接線⑶濕度顯示器(9)。
2.如權(quán)利要求書I所述的根域式可控節(jié)肥器，其特征是所述的(I)容器主體可由塑料、金屬或玻璃材料制成。
3.如權(quán)利要求書I所述的根域式可控節(jié)肥器，其特征是所述的(2)進(jìn)液口為翻蓋式設(shè)計(jì)，大小與底部活塞大小相同。
4.如權(quán)利要求書I所述的根域式可控節(jié)肥器，其特征是所述的(3)活塞式容器底材質(zhì)為硅膠圈，具有很好的伸展性和密封性。
5.如權(quán)利要求書I所述的根域式可控節(jié)肥器，其特征是所述的(4)聯(lián)動(dòng)控制桿起到控制活塞式容器底部打開與關(guān)閉的效果，可以通過調(diào)節(jié)其閉合程度，實(shí)現(xiàn)隨時(shí)對肥液流量大小的精準(zhǔn)控制與調(diào)節(jié)。
6.按照權(quán)利要求所述，其特征在于:(5)可拆卸式海綿網(wǎng)具有很強(qiáng)的滲水和透氣性，能夠完成肥液的自然滲透與平衡節(jié)肥器與植物根際圈的氣壓差。
7.如權(quán)利要求書I所述的根域式可控節(jié)肥器，其特征是所述的(7)，(8)，(9)為一套整體，(7)為有保護(hù)壁的濕度探測器，通過(8)探頭連接線與(9)顯示屏相連，實(shí)時(shí)探測根際區(qū)濕度和溫度值后，傳輸至顯示屏。
8.根域式可控節(jié)肥器應(yīng)在植物移栽時(shí)一起置入土壤，濕度探頭應(yīng)放置于植物主根系位置，節(jié)肥器置入深度以(3)活塞式容器底與土壤-空氣接觸面平行為宜。
【專利摘要】本發(fā)明是一種可調(diào)節(jié)式植物根域肥水灌溉技術(shù)裝置，尤其適用于像柚子，菠蘿蜜等根系發(fā)達(dá)，行株距大，單株需肥量高的果樹生產(chǎn)，在葡萄、香蕉、蓮霧、芒果、荔枝等需肥量高的經(jīng)濟(jì)作物種植中，也可以通過等比例擴(kuò)大施肥灌，在施肥灌底部連接滴灌皮管的形式來實(shí)現(xiàn)大批量植物的肥水灌溉操作。在實(shí)際生產(chǎn)中，其主要是通過濕度探頭監(jiān)測作物根際圈的濕度，在作物水肥缺乏的條件下，通過控制肥水儲(chǔ)藏罐將待施的肥液通過根域接觸區(qū)直接輸送至作物根系表面，其極大的減少了肥液從土壤到植物根系之間的擴(kuò)散和滲透過程，保證了作物對肥液的高效吸收利用。該植物根域式可控節(jié)肥器降低了可溶性肥料從土壤環(huán)境到植物根系遷移和擴(kuò)散過程中所造成的損失和浪費(fèi)，使肥料利用效率顯著提高。此根域式可控節(jié)肥器可應(yīng)用領(lǐng)域廣，操作方便，能夠使水溶性肥料利用效率提高20％以上，節(jié)水30％以上，具有很強(qiáng)的應(yīng)用和市場推廣前景。
【IPC分類】A01C23-00, A01G29-00
【公開號】CN104838987
【申請?zhí)枴緾N201510183715
【發(fā)明人】丁哲利, 韓麗娜, 趙鳳亮, 王必尊, 臧小平, 劉永霞, 葛宇
【申請人】中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院?？趯?shí)驗(yàn)站
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年4月17日