灌溉系统及应用该灌溉系统浇灌水紫树幼苗的方法
【专利摘要】本发明公开了一种灌溉系统及应用该灌溉系统浇灌水紫树幼苗的方法，该灌溉系统包括水渠系统、栽培容器和节水灌溉控制系统，其中水渠系统由多条在地表开设的水渠组成，栽培容器安放在水渠上，所述栽培容器的底部设置有通孔，该灌溉系统能实时监测土壤中的含水量，并根据控制单元设定的各项参数值自动向栽培容器中灌水，切实保证植物的正常生长环境。该发明还公开了一种应用该灌溉系统浇灌水紫树幼苗的方法，使用该系统，水紫树幼苗的成长速度和质量都得到了充分的保证。
【专利说明】灌溉系统及应用该灌溉系统浇灌水紫树幼苗的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及设施农业中的灌溉【技术领域】，特别是涉及一种园艺植物节水灌溉系统及应用该灌溉系统浇灌水紫树幼苗的方法【技术领域】。
【背景技术】
[0002]水对于园艺植物栽培生产至关重要，为园艺植物灌水是一项经常性的工作，其不但耗时长，而且用工多，另外随着我国水资源日益缺乏，有效合理的利用水资源就必须要大力发展节水灌溉。
[0003]目前，采用的灌溉方式主要有以下几种:
[0004]①地面灌溉，是利用地面灌水沟、畦或格田进行灌溉的方法。地面灌溉是古老的和最常见的灌溉方法，其需要较少的没备，投资少，成本低，但灌水量较大，容易破坏土壤结构，造成土壤板结；
[0005]②喷灌，是利用喷头等专用设备把有压水喷洒到空中，形成水滴落到地喷灌面和作物表面的灌水方法，该灌溉方法的缺点是设备投入较大，在风大地区或多风季节不能应用；
[0006]③地下灌溉，地下灌溉是将管道埋在土中，水分从管道中渗出湿润土壤，供水灌溉，是一种节水效果较理想的灌溉模式。但该种灌溉方法的建设成本较高，而且维修困难，因而难以推广；
[0007]④滴灌，滴灌是直接将水分或肥料养分输送到植株根系附近土壤表层或深层的自动化与机械化结合的最先进的灌溉方式，具有持续供水、节约用水、不破坏土壤结构、维持土壤水分稳定、省工、省时等优 点。但其设备投资大，而且为保证滴头不受堵塞，对水质的要求比较严格，滤水装备要精密，耗资很高。
【发明内容】
[0008]有鉴于此，本发明提供一种灌溉系统，该灌溉系统采用综合了地面灌溉与地下灌溉的长处，具有建设费用低，自动化程度高，节水效果显著等优点，解决了现有灌溉方式浪费水、肥料以及对土壤易造成伤害等问题。
[0009]本发明通过以下技术手段解决上述技术问题:
[0010]本发明的灌溉系统，包括:水渠系统、栽培容器、节水灌溉控制系统，其中，
[0011]水渠系统，由多条在地表开设的水渠组成；
[0012]栽培容器，安放在水渠上，所述栽培容器的底部设置有通孔，栽培容器内侧底部的水平高度低于水渠内最高水位线的高度；
[0013]节水灌溉控制系统，用于控制水渠内的水位和灌溉时间。
[0014]进一步，所述节水灌溉控制系统，包括自动供排水装置、土壤湿度传感器、水位传感器和控制单元，所述自动供排水装置、土壤湿度传感器和水位传感器分别与控制单元连接；所述土壤湿度传感器设置于栽培容器中；所述控制单元用于从土壤湿度传感器处获得土壤含水量信息，并根据所述土壤含水量信息控制自动供排水装置对水渠进行抽、排水动作；所述水位传感器用于检测水渠中的水位高度，并将水位信息发送至控制单元，控制单元根据获得的即时水位信息判断是否结束自动供排水装置的动作。
[0015]进一步，所述自动供排水装置包括储水池和与储水池连接的水泵，所述水泵与水渠入口连通，所述水渠出口与储水池连通，所述储水池的水中混有营养元素。当所述土壤湿度传感器感测到所述栽培容器中缺水时，向所述控制单元发出给水信号，控制单元发出控制信号控制所述水泵打开，向水渠给水；当所述水渠中的水位达到设定的高度时，所述控制单元给水泵信号使之关闭。
[0016]进一步，所述栽培容器内侧底部的水平高度低于水渠内最高水位线高度l-3cm ；
[0017]进一步，所述水渠出口处设置有电磁阀门，所述电磁阀门与控制单元连接。
[0018]进一步，所述控制单元为可编程控制器。[0019]进一步，所述水渠由水泥材料砌成，水渠顶部密封覆盖有透明材料。
[0020]进一步，所述水渠内侧表面铺设有由黑色材料制成的吸热层。
[0021]进一步，所述水渠的两面侧壁上开设用于放置栽培容器的台阶。
[0022]进一步，所述台阶上设置有卡紧栽培容器的装置。
[0023]应用该灌溉系统浇灌水紫树幼苗的方法，包括以下步骤:
[0024]A向栽培容器中加入土壤，保证有效土壤层厚度大于30 Cm ；
[0025]B将水紫树幼苗移栽入栽培容器中，幼苗的密度控制为行距15~25 Cm，株距15~25 cm ；
[0026]C 土壤湿度传感器检测土壤中的含水量，当土壤湿度低于80%时，向控制单元发出给水信号，控制单元控制水泵打开，向水渠给水，当水渠的水位达到设定的水位极限值时，水位传感器发送信号给控制单元，控制水泵降低水流量，避免水位迈过极限值，保证单次灌溉土壤吸水时间为30~40分钟。
[0027]进一步，土壤选用紫色土。
[0028]本发明的灌溉系统具有以下有益效果:
[0029]I)本发明的灌溉系统，其在地表开设水渠系统，节省了建设和维护费用，另外，应用底部带有通孔的栽培容器，通过栽培容器内土壤的毛吸作用来对栽培容器的植物进行灌溉，使得本发明的灌溉系统具备了地下灌溉的节水效果。
[0030]2)本发明的灌溉系统，采用节水灌溉控制系统，用于对水渠内的水位进行控制，可有效的控制灌水量，进一步提升了本发明的节水效果。
[0031]3)本发明的灌溉系统，在水渠顶部密封覆盖有透明材料，使得水渠内的水在中午温度较高时能够产生气压较强的水蒸汽，这些水蒸汽通过栽培容器底部的通孔渗透到土壤中，使得栽培容器内的土壤即便在外界温度较高的情况下能够长久地保持一定的湿度，旱区甚至是沙漠地带节水效果也同样显著。
[0032]应用该灌溉系统浇灌水紫树幼苗，其有益效果:水紫树生长迅速，其苗高和基径等生长量值增长幅度大。
【专利附图】
【附图说明】
[0033]下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。[0034]图1为本发明的灌溉系统俯视图；
[0035]图2为采用本发明的灌溉系统栽培植物时的立体图；
[0036]图3为本发明灌溉系统中的水渠系统结构示意图；
[0037]图4为本发明灌溉系统中的节水灌溉控制系统连接结构示意图。
【具体实施方式】
[0038]以下将结合附图对本发明进行详细说明:
[0039]图1-4为本灌溉系统的结构示意图:本发明的灌溉系统，包括:水渠系统、栽培容器2、节水灌溉控制系统，其中，所述水渠系统，由多条在地表开设的水渠I组成；所述栽培容器2，安放在水渠I上，所述栽培容器2的底部设置有通孔，栽培容器2内侧底部的水平高度低于水渠I内最高水位线的高度；所述节水灌溉控制系统，用于控制水渠I内的水位和灌溉时间。
[0040]作为上述技术方案的进一步改进，所述节水灌溉控制系统，包括自动供排水装置、土壤湿度传感器4、水位传感器5和控制单元6，所述自动供排水装置、土壤湿度传感器4和水位传感器5分别与控制单元6连接；所述土壤湿度传感器4设置于栽培容器2中；所述控制单元6为可编程控制器、单片机、PLC控制器和无线信号反馈智能控制器的一种，所述控制单元6用于从土壤湿度传感器4处获得土壤含水量信息，并根据所述土壤含水量信息控制自动供排水装置对水渠I进行抽、排水动作；所述水位传感器5用于检测水渠I中的水位高度，并将水位信息发送至控制单元6，控制单元6根据获得的即时水位信息判断是否结束自动供排水装置的动作。
[0041]作为上述技术方案的进一步改进，所述自动供排水装置包括储水池31和与储水池连接的水泵32，所述水泵32与水渠入口连通，所述水渠出口与储水池连通，形成循环系统；所述储水池的水中混有营养元素，当所述土壤湿度传感器4感测到所述栽培容器2中缺水时，向所述控制单元6发出给水信号，控制单元6发出控制信号控制所述水泵打开，向水渠I给水；当所述水渠I中的水位达到设定的高度时，所述控制单元6给水泵信号使之关闭。优选的，所述水渠出口处设置有电磁阀门9，所述电磁阀门9与控制单元6连接，所述土壤湿度传感器4感测到所述栽培容器2中的土壤湿度达到设定值时向控制单元6发生信息，所述控制单元6控制电磁阀门9打开使水位下降，当水位传感器感测到水位下降到设定值时向控制单元6发生信息，所述控制单元6控制电磁阀门9关闭，所述水位下降的设定值应低于栽培容器最低部的高度值，即水位高度达到栽培容器与水面相分离即可。
[0042]作为上述技术方案的进一步改进，所述栽培容器2内侧底部的水平高度低于水渠I内最高水位线高度l-3cm，在保证土壤层吸水充分的情况下，栽培容器没入水中的部分很少，使得栽培容器内土壤的吸水速快不易过快，进而达到节水灌溉的效果。
[0043]作为上述技术方案的进一步改进，所述水渠I由水泥材料砌成，水渠I顶部密封覆盖有透明材料7，当气温高时，水渠中的水分蒸发产生的水蒸气不会被挥化散净，甚至透明材料7内的气压将高于外界空气的气压，微高压环境下的水蒸汽通过栽培容器底部的通孔强行渗透到土壤中，使得栽 培容器内的土壤在外界温度较高的情况下能够长久地保持一定的湿度，旱区甚至是沙漠地带节水效果也同样显著。
[0044]作为上述技术方案的进一步改进，所述水渠I内侧表面铺设有由黑色材料制成的吸热层，黑色材料能有效吸收阳光的热量，高温促使水分进一步蒸发，并进一步增强水渠内的气压，进而无需浇灌，栽培容器内的土壤即可长久保持能够满足植物所需的含水量。
[0045]作为上述技术方案的进一步改进，所述水渠I的两面侧壁上开设用于放置栽培容器2的台阶8，用以使栽培容器2的底部容易与水渠内的水接触。优选的，所述台阶上设置有卡紧栽培容器的装置，以防止栽培容器2侧翻。
[0046]以下为应用该灌溉系统浇灌水紫树幼苗的具体实施办法 :
[0047]实施例1
[0048]向栽培容器中加入土壤，使土壤层厚度为35 Cm, 土壤优选紫色土，然后将水紫树幼苗移栽入栽培容器中，幼苗的密度控制为行距15 Cm，株距15 Cm，利用土壤湿度传感器检测土壤中的含水量，当土壤湿度低于80%时，向控制单元发出给水信号，控制单元控制水泵打开，向水渠给水，当水池的水位达到设定的水位极限值时，水位传感器发送信号给控制单元，控制水泵降低水流量，避免水位迈过极限值，保证单次灌溉土壤吸水时间为30分钟。
[0049]实施例2
[0050]向栽培容器中加入土壤，使土壤层厚度为40 Cm, 土壤优选紫色土，然后将水紫树幼苗移栽入栽培容器中，幼苗的密度控制为行距20 Cm，株距20 Cm，利用土壤湿度传感器检测土壤中的含水量，当土壤湿度低于80%时，向控制单元发出给水信号，控制单元控制水泵打开，向水渠给水，当水池的水位达到设定的水位极限值时，水位传感器发送信号给控制单元，控制水泵降低水流量，避免水位迈过极限值，保证单次灌溉土壤吸水时间为35分钟。
[0051]实施例3
[0052]向栽培容器中加入土壤，使土壤层厚度为40 Cm, 土壤优选紫色土，然后将水紫树幼苗移栽入栽培容器中，幼苗的密度控制为行距25 Cm，株距25 Cm，利用土壤湿度传感器检测土壤中的含水量，当土壤湿度低于80%时，向控制单元发出给水信号，控制单元控制水泵打开，向水渠给水，当水池的水位达到设定的水位极限值时，水位传感器发送信号给控制单元，控制水泵降低水流量，避免水位迈过极限值，保证单次灌溉土壤吸水时间为40分钟。
[0053]实施例4
[0054]向栽培容器中加入土壤，使土壤层厚度为30 Cm, 土壤优选紫色土，然后将水紫树幼苗移栽入栽培容器中，幼苗的密度控制为行距12 Cm，株距12 Cm，利用土壤湿度传感器检测土壤中的含水量，当土壤湿度低于80%时，向控制单元发出给水信号，控制单元控制水泵打开，向水渠给水，当水池的水位达到设定的水位极限值时，水位传感器发送信号给控制单元，控制水泵降低水流量，避免水位迈过极限值，保证单次灌溉土壤吸水时间为35分钟。
[0055]实施例5
[0056]向栽培容器中加入土壤，使土壤层厚度为30 Cm, 土壤优选紫色土，然后将水紫树幼苗移栽入栽培容器中，幼苗的密度控制为行距30 Cm，株距30 Cm，利用土壤湿度传感器检测土壤中的含水量，当土壤湿度低于80%时，向控制单元发出给水信号，控制单元控制水泵打开，向水渠给水，当水池的水位达到设定的水位极限值时，水位传感器发送信号给控制单元，控制水泵降低水流量，避免水位迈过极限值，保证单次灌溉土壤吸水时间为35分钟。
[0057]对照例
[0058]水紫树幼苗的灌溉不采用该灌溉系统，采用手工浇水方式，每隔十五天对幼苗浇水一次。其中土壤层厚度为30 Cm，土壤选用紫色土，幼苗的密度控制为行距30 Cm，株距30cm。
[0059]以上各实施例中，水紫树幼苗的初始状态情况相同，其中苗高40.0 Cm，基径1.20Cm，表1为不同实施例中水紫树幼苗成长I年各生长量值的对比，根据表中数据可知，使用该灌溉系统的水紫树幼苗比没有使用该灌溉系统的水紫树幼苗生长速度更快，其苗高和基径等生长量值增长幅度也更大，对于使用了该灌溉系统的水紫树幼苗来说，土壤层厚度大于30 Cm，幼苗的密度控制为行距15~25 Cm，株距15~25 cm的幼苗要比其他的幼苗生长更好。
【权利要求】
1.一种灌溉系统，其特征在于，包括:水渠系统、栽培容器(2)、节水灌溉控制系统，其中， 水渠系统，由多条在地表开设的水渠(1)组成； 栽培容器(2)，安放在水渠(1)上，所述栽培容器(2)的底部设置有通孔，栽培容器(2)内侧底部的水平高度低于水渠(1)内最高水位线的高度； 节水灌溉控制系统，用于控制水渠(1)内的水位和灌溉时间。
2.根据权利要求1所述的灌溉系统，其特征在于:所述节水灌溉控制系统，包括自动供排水装置、土壤湿度传感器(4)、水位传感器(5)和控制单元(6)，所述自动供排水装置、土壤湿度传感器(4 )和水位传感器(5 )分别与控制单元(6 )连接；所述土壤湿度传感器(4 )设置于栽培容器(2)中。
3.根据权利要求2所述的灌溉系统，其特征在于:所述自动供排水装置包括储水池(31)和与储水池连接的水泵(32)，所述水泵(32)与水渠(1)入口连通，所述水渠(1)出口与储水池连通，所述储水池的水中混有营养元素。
4.根据权利要求3所述的灌溉系统，其特征在于:所述栽培容器(2)内侧底部的水平高度低于水渠(1)内最高水位线高度l-3cm。
5.根据权利要求3所述的灌溉系统，其特征在于:所述水渠(1)出口处设置有电磁阀门(9)，所述电磁阀门(9)与控制单元(6)连接。
6.根据权利要求1所述的灌溉系统，其特征在于:所述水渠(1)由水泥材料砌成，水渠(I)顶部密封覆盖有透明材料(7)。
7.根据权利要求6所述的灌溉系统，其特征在于:所述水渠(1)内侧表面铺设有由黑色材料制成的吸热层。
8.根据权利要求7所述的灌溉系统，其特征在于:所述水渠(1)的两面侧壁上开设用于放置栽培容器(2)的台阶(8)。
9.一种应用如权利要求1-8中所述的灌溉系统浇灌水紫树幼苗的方法，其特征在于，包括以下步骤: A向栽培容器中加入土壤，保证有效土壤层厚度大于30cm ； B将水紫树幼苗移栽入栽培容器中，幼苗的密度控制为行距15~25 Cm，株距15~25Cm ； C 土壤湿度传感器检测土壤中的含水量，当土壤湿度低于80%时，向控制单元发出给水信号，控制单元控制水泵打开，向水渠给水，当储水池的水位达到设定的水位极限值时，水位传感器发送信号给控制单元，控制水泵降低水流量，避免水位迈过极限值，保证单次灌溉土壤吸水时间为30~40分钟。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述土壤选用紫色土。
【文档编号】A01G25/00GK103503741SQ201310450081
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年9月27日 优先权日:2013年9月27日
【发明者】王正春 申请人:重庆市林业科学研究院