以稻草农作物秸秆为载体的微灌地热和通气节水系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种以稻草农作物秸秆为载体的微灌地热和通气节水系统，包括栽种植物、秸秆预埋件、微灌管、地热管或通气管、过滤罐、水泵、调节阀、贮水池、总水管和阀门。总水管通过调节阀与过滤罐、水泵和贮水槽连接。栽种植物根部铺设秸秆预埋件，杆预埋件中铺设微灌管和地热管或通气管、总水管通过阀门分别与微灌管和地热管或通气管连接。本发明利用秸秆预埋件提高了土壤的储水能力，改善土壤成分，加热线增加了土壤温度，其对于促进植物生长产生一定的作用。
【专利说明】
以稻草农作物秸秆为载体的微灌地热和通气节水系统
技术领域
[0001] 本发明涉及一种以稻草等农作物秸杆为载体的微灌、地热和通气的节水系统，简 称为《系统》。
[0002] 本发明可以广泛地应用于现代农业、土地的荒漠化治理，包括对沙漠、戈壁、干旱、 半干旱地区土地的治理。本本发明适应于我国各种土壤的植物栽培和种植。
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【背景技术】
[0004] 近年来，我国自行研制和从国外引进了许多灌溉节水的工艺和设备。但时至今日， 我国的灌溉节水工作仍没有突破性的进展。原因很多，但主要的原因有如下几点。一是设备 投资大，设备和工艺复杂，操作难度大，不能适应我国农民当前的知识和文化水平;二是不 能适应我国复杂的土壤结构和气候条件。譬如，从以色列引进的灌溉节水工艺和设备，多适 用于沙漠和地中海气候。而我国地域辽阔，土壤结构和气候条件复杂;三是技术问题，从国 外引进的灌溉节水工艺和设备，对灌溉用水的质量的要求偏高，而我国灌溉用水一般都没 有严格的质量要求。这种灌溉用水的使用将导致引进设备的瘫痪。
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【发明内容】
[0006] 鉴于目前我国的灌溉节水现状，本发明的目的在于提供一种以稻草农作物秸杆为 载体的微灌地热和通气节水系统。利用稻草等农作物秸杆的吸水性、保水性和保温的特性， 并以它作为载体，通过它将水(灌溉用水）、地（电热）、肥(肥料)等进行综合和集成，为植物 的生长提供热量、灌溉水和肥料。做到节水、节能、节肥、保墒，减缓自然灾害，缩短农作物生 产周期，提高土地利用率等多种效果。
[0007] 我国是一个农业大国，随着种植面积的增加，稻杆等农作物秸杆的量也在迅速的 增加，一般情况下，这些稻杆，或者被遗弃，或被焚烧，浪费了大量的宝贵资源。
[0008] 研究表明，秸杆中存在着大量的毛细管或称维管(导管），在植物生长的过程中，这 些毛细管，一方面，将植物根部吸收的养分和水分输送到植物的各个部分，另一方面将植物 叶片制造的有机物质输送到植物的根部，为植物的生长提供必要的物质条件。
[0009] 秸杆干燥之后，秸杆中原来那些毛细管(维管）依然存在，仍然具有吸水和膨胀的 功能。
[0010] 科学实验证明，秸杆在有水的环境中，已经干燥的秸杆依然保持着一定的吸水能 力，而且随着时间的增加而增加，吸水量经过一段时间逐渐增加的过程之后，逐渐进入饱和 状态。以水稻秸杆为例，它在30分钟到24小时，稻杆吸水量达到378%的最高值，吸水量为稻 杆自重的3.78倍。此时稻杆的吸水量，显现为饱和状态。如果继续向稻杆里面注水，吸水量 能力降低，稻杆成过饱和状态。稻杆里面的水开始向土壤滴灌，呈现微灌过程。
[0011] 待向稻杆注水或吸水停止之后，稻杆中原来保持的稻杆自重3.78倍的水分，将成 为一个蓄水池，源源不断地将自己所蓄有的水分提供给植物，保证植物生长的需要，起到 了土壤保墒和灌溉的作用。
[0012] 为了提高稻杆和其他农作物秸杆的吸水和土壤的保墒能力，将多棵秸杆拧成绳或 制成草垫之后，这种秸杆除了原来秸杆所具备的吸水结构特点之外，秸杆与秸杆之间也同 样形成了无数条新的吸水和蓄水通道，形成了一个个巨大的蓄水空间。为土壤提供微灌和 土壤保墒的条件，以保证农作物的正常生长。
[0013] 秸杆具有明显的植物属性，本身就是一种腐解物。这些秸杆在土壤之中，经微生物 的分解与转化，以及在一系列生物化学反应的作用下，不仅能够改变土壤的结构，而且能够 改变土壤中的N/C，（即土壤中的氮和碳比例），生成部分水溶性腐殖酸等肥料成分，更加有 利于在植物的生长。
[0014] 本发明的目的是这样实现的： 一种以稻草农作物秸杆为载体的微灌电热和通气节水系统，包括栽种植物、秸杆预埋 件、微灌管、地热管或通气管、过滤罐、水栗、调节阀、贮水池、总水管和阀门。总水管通过调 节阀与过滤罐、水栗和贮水池连接，栽种植物根部铺设秸杆预埋件，杆预埋件中铺设微灌管 和地热管或通气管、总水管通过阀门分别与微灌管和地热管或通气管连接。
[0015] 本发明的优点是： 本发明具有十大特点和节水四大优势： 1，本发明应用的是微灌或滴灌技术，它在灌溉节水方面具有四大优势： (1) ，土地的灌溉方法由通常的'面灌'（漫灌)方法转变为"滴灌"，用水量只相当"面 灌"用水量的到30%~40% (2) ，灌溉的方式由土地'表面'转变为'地下'。减少了土地表面水分的蒸发和土地渗漏 所造成的损失。
[0016] (3)，土地灌溉的方法由'漫灌'变为'微灌'。提高了水的利用率。
[0017] (4)，提高了土壤的储水能力，利用农产品秸杆的吸水能力，在土壤里中形成一个 个的人造'小型水库。防止了传统灌溉方法容易造成孔洞和湿陷空洞现象。
[0018] 2,本发明应用不受土地的地势影响，不仅可用于水平土地，而且可适应于洼地、坡 地的植物生长。在土地灌溉时，对地势的高低位差并无严格要求，在一定的位差范围内，吸 水性、微灌的均匀性并不受影响。
[0019] 3,对土壤的适用性强。该技术不仅适用于砂土、黏土、壤土，而且可以适用于干旱、 半干旱、沙漠和戈壁的植物生长。
[0020] 4，本发明对土壤的渗水速度、透水性、保水性都无严格的要求。
[0021] 5,本发明使用的设备简单，操作简便，不需要庞大而复杂的设备。投资利用率高， 成本低。
[0022] 6,改良土壤结构，所使用的稻草等农作物秸杆所制作的草绳、草垫等在使用过程 中，在一定温度和湿度环境中，通过酶化、发酵的方法不断地生成有机肥料，可以改变土壤 结构，增加土壤肥力，提高地温。
[0023] 7,利用本发明种植的植物，其生长速度快于其他的种植方法。
[0024] 8,废物利用，变废为宝。稻草等秸杆是农产品的副产物，该技术就是利用这些废弃 的秸杆做原料，为农业废弃物的利用开辟一个新的途径。
[0025] 9,本发明技术便于管理。稻草等农作物的秸杆制成绳、索、缆、垫、短杆之后，具有 坚固、柔软、吸水性强、保温性能好等特点，使用时铺设的长度可以达到几百米甚至千米以 上。
[0026] 10，本发明实行地热线的加热系统，可以有效地控制地温。避免因气候变化对农作 物生长的不良影响。
【附图说明】
[0027]图1为本发明示意图。
[0028]图2是图1秸杆预埋件铺设栽种植物根部的示意图。
[0029]图3是图1中秸杆预埋垫示意图。
【具体实施方式】
[0030]在使用秸杆之前必须进行预处理。处理的目的是增加秸杆的吸水、储水能力、杀菌 消毒能力和分解和发酵的能力。
[0031] 1，秸杆的浸润;农作物干燥的秸杆，与新鲜的秸杆相比其吸水的能力有所降低，细 胞的萎缩是其主要的原因之一。要恢复秸杆的吸水性，在使用之前必须进行秸杆水浸润预 处理过程。方法很简单，就是将秸杆放在水池中进行充分的浸润，直到提起秸杆制品时水能 够自行滴落为止。
[0032] 2,杀菌消毒:农作物在生长和放置过程中秸杆的内部和外部都会保存和感染一定 的病菌病毒，如果在使用之前不进行杀菌消毒，在使用后就会影响植物的生长。一般的无毒 和低毒农业消毒剂都可以有效的杀灭隐藏在秸杆内部蛴虫、金针虫等地下害虫。
[0033] 3,发酵:秸杆发酵是使用它作为微灌载体的重要原因之一。秸杆在一定的温度、湿 度和微生物的作用下，能够促进秸杆纤维素、半纤维素和木质素等物质的生物降解和生物 转化，增加土壤中的小分子糖、氨基酸、腐殖酸、蛋白质、乳酸，挥发性脂肪酸等有机质的含 量，对土壤中的微生物生长繁殖、土壤理化性状、土壤结构的改善，促进植物生长等方面产 生巨大促进的作用。
[0034] -般使用的发酵剂有农盛乐饲料发酵剂、华巨秸杆微贮宝等，如果在使用秸杆发 酵剂的同时，辅以禽兽的粪便，发酵的效果将会明显的提高。
[0035]下面，结合附图对本发明的技术方案再作进一步的说明： 一种以稻草农作物秸杆为载体的微灌电热和通气节水系统，包括栽种植物1、秸杆预埋 件2、滴灌管3、地热管或通气管4、过滤罐6、水栗7、调节阀8、贮水池9、总水管5和阀门10。总 水管5通过调节阀8与过滤罐6、水栗7和贮水池9连接。栽种植物1根部铺设秸杆预埋件2,秸 杆预埋件2以稻草、麦杆等各种农作物秸杆制成的绳、索、缆、垫、短杆为载体，秸杆预埋件2 埋设地表20~25厘米。秸杆预埋件2中铺设微灌管3和地热管或通气管4、总水管5通过阀门10 分别与滴灌管3和通气管4连接。通气管4分居滴灌管3两侧。
[0036] 实施过程中，贮水池9中的水通过水栗7的抽吸，经过过滤罐6过滤，清除渣质，通过 调节阀8,输送到总水管5,再由各路的阀门10开启，过滤水流入秸杆预埋件2中微灌管3,滋 润沙土地上栽种植物1、地热管或通气管4增加土壤的温度，促进植物的生长。
[0037]为了证实本发明的可行性，本发明作了以下对比试验： ①本发明的实验目的： 1、检验应用本发明能否在沙漠中栽种农作物。
[0038] 2、观察农作物在A长方形玻璃缸和B长方形玻璃缸根须发展情况。
[0039]②试验过程 本发明在A长方形玻璃缸中铺入100mm高度的沙土，用稻草绳包裹的聚乙烯透明胶管平 铺在沙土内部，然后，铺设5m 36伏0.25安培200瓦的加热线，再在沙土的上面平铺20mm的 普通土壤，用250ml塑料瓶通过聚乙烯透明胶管向沙土滴加250ml的水。
[0040] 比照组B长方形玻璃缸中铺入100mm高度的沙土，透明胶管平铺在沙土内部，再在 沙土的上面平铺20mm的普通土壤，用250ml塑料瓶通过聚乙稀透明胶管向沙土滴加250ml的 水。
[0041] 为了防止烂根现象的发生，在长方形玻璃缸中垫入破碎的聚苯乙烯塑料，在塑料 层上铺入100毫米的普通土壤，加水250ml。
[0042] 对比试验进度一览表
③试验小结 1、试验证明，本发明完全适应于干旱、半干旱、沙漠和戈壁农作物的种植。
[0043] 2、本发明种植的农作物生长速度要快于其它的种植条件。说明稻草绳含有的有机 质，改善土壤成分，加热线增加了土壤温度，其对于促进植物生长产生一定的作用。
【主权项】
1. 一种以稻草农作物秸杆为载体的微灌地热和通气节水系统，包括栽种植物（1)、秸杆 预埋件(2 )、微灌管(3 )、地热管或通气管(4)、过滤罐(6 )、水栗(7 )、调节阀（8)、贮水池(9)、 总水管(5)和阀门（10 )，总水管(5 )通过调节阀（8 )与过滤罐(6)、水栗(7 )和贮水池(9)连接， 其特征是栽种植物（1)根部铺设秸杆预埋件(2)，杆预埋件(2)中铺设微灌管(3)和地热管或 通气管(4)、总水管(5)通过阀门（10)分别与微灌管(3)和地热管或通气管(4)连接。2. 根据权利要求1所述一种以稻草农作物秸杆为载体的微灌地热和通气节水系统，其 特征是秸杆预埋件(2)为各种农作物秸杆制成的绳、索、缆、垫。
【文档编号】C05F15/00GK106069619SQ201610399847
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月8日
【发明人】刘德民
【申请人】刘德民