本实用新型涉及一种滴灌设备技术领域，尤其涉及一种用于棉花滴灌中比例混合变量控制施肥罐。
背景技术：
在节水灌溉农业先进国家如以色列、美国，75％～80％的灌溉地采用灌溉施肥方式，通常在滴灌和地下滴灌技术中，按照作物生长各个阶段的需肥特点，把可溶性肥料进行比例混合配制成溶液，通过施肥装置注入到灌溉系统中，随水一起输送到作物根系附近供给作物利用，这种施肥技术又称为灌溉施肥(Fertigation)，是一种变量施肥方式。
变量施肥(Variable Rate Fertilization)又称为精确施肥(Precision Fertigation)，是根据作物生长的土壤养分条件、达到的目标产量、作物各个生育时期的需肥特性进行平衡施肥的一种技术。通常与作物生长动态遥感监测、土壤肥力条件动态监测相结合，根据已建立的土壤肥力水平与作物生长的相关性施肥临界点，确定作物各个生育阶段的定时定量施肥。随着滴灌技术的推广应用，滴灌施肥不能采用原有的传统施肥方式进行，因此需要探索作物在滴灌条件下的养分需求特性、土壤水分肥料运移特性，从而确定滴灌条件下的肥水配比、施肥量、施肥次数等。
滴灌施肥技术自引入以来一直被认为是水肥一体化管理方式的重大突破，实现了作物追肥环节将肥料直接送入根系的技术突破，也为精准施肥在追肥环节提供了技术解决方案。但随着精准农业的不断发展，对精准施肥技术的发展也提出了更高与更新的要求。滴灌条件下精准施肥在追施环节虽然实现了水肥一体化，施肥更具有针对性，但是在首部压力、压差与流量变换的情况下，以及现有滴灌施肥设备，即压差式施肥罐自身施肥缺憾的影响下，已经不能满足精准追施肥料的要求。传统压差式施肥罐注肥的缺点已在本文第一章中做了详细阐述。如何提高注肥均匀度，以及根据作物不同生育时期根系分布特点有针对性施肥将是滴灌精准施肥需要研究的新课题，具有一定的实用价值。
滴灌棉田施肥中主要以追施尿素为主(磷肥钾肥主要以基肥的方式施入土壤中)。尿素在滴灌首部施肥罐内溶解后随水施入大田，尿素中氮素化学分解成为硝态氮，以硝态氮的形式在土壤中存在。硝态氮在土壤中的分布主要在湿润峰边缘，这说明了氮随水走与硝态氮容易被淋洗的特点。而且经研究表明使用传统的压差式施肥装置在滴灌不同灌水时段施肥，硝态氮在土壤中的分布以及淋洗情况是不同的。由于传统压差式装置注肥效果受到首部压差和注肥流量的影响较大，但是很少有相关学者对滴灌大田条件下不同压差和注肥流量对压差施肥装置施肥效果，或者说硝态氮分布进行细致研究。其主要原因是不同滴灌首部压力不一样，所用的压差式施肥罐不一样(导致注肥流量不同)，所以若研究出来的理论成果很难知道实际生产实践。
由于棉花在不同生育时期根系纵向伸长与有效吸收养分的根层都有一定的差异性。结合在滴灌不同灌水时段施肥，硝态氮在土壤分布中的差异性，可以提出滴灌精量施肥系统与传统压差式施肥装置在施肥方式上的差异性与施肥特点可能会导致不同灌水时段施肥的施肥效果有一定的差异性。滴灌施肥注肥均匀度不受到首部压力与施肥流量的影响的变量控制施肥设备是棉花滴灌施肥的重要设备。
技术实现要素：
本实用新型提供一种用于棉花滴灌中比例混合变量控制施肥罐，可与滴灌系统相配合，能根据作物的生长情况、生长阶段实现水肥比例混合变量施肥，实现水肥统一调控，减少肥料的流失，提高肥料施入的均匀性和肥料利用率，该用于棉花滴灌中比例混合变量控制施肥罐尤其适合于灌溉施肥应用。
本实用新型所采用的技术方案是：一种用于棉花滴灌中比例混合变量控制施肥罐，包括施肥罐体、变量控制部分和施肥部分；所述施肥部分包括滴灌系统主管道及施肥泵旁路连接管道上安装的电磁阀和微型过滤器，施肥泵进行比例混合施肥，施肥泵下部设有施肥罐体，施肥罐体顶部开设入料口，入料口上方设有锥形料斗，电磁阀的开启和关闭由变量控制部分控制。
作为本实用新型的进一步改进，所述施肥罐体中心设有搅拌装置，搅拌装置包括电机、搅拌桨、搅拌叶片，搅拌桨由电机驱动，搅拌桨的底端设有搅拌叶片。液肥从锥形料斗上方通过入料口加入到施肥罐体内，同时开启搅拌装置，使得液肥混合均匀，施肥罐体内的液肥为均相液体。
作为本实用新型的进一步改进，所述搅拌装置还设有升降机构，升降机构设于电机与搅拌桨之间，可根据施肥罐体内的液体量，来调节搅拌桨插入的深度，已达到最佳的搅拌效果。
作为本实用新型的进一步改进，所述施肥罐体的一侧开设视窗，便于观察施肥罐体内液面高度及搅拌情况。
作为本实用新型的进一步改进，所述变量控制部分包括控制器，控制器至少选用可编程控制器、计算机程序控制器和遥控器中的一种，所述可编程控制器是通过可编程控制器(PLC)实现施肥时间和施肥量的控制；所述计算机程序控制器是通过计算机接口进行程序控制(CPC)；所述遥控器控制是通过遥控器对施肥装置进行遥控控制(RC)，以上三种单独控制或组合使用，具体可根据滴灌系统使用不同的功能；通过控制器控制电磁阀，从而调节施肥泵控制施肥比例，微型过滤器起改善进入施肥罐的水质的作用。
作为本实用新型的进一步改进，所述电磁阀采用交流电磁阀和直流电磁阀中的一种，电磁阀通过电线与控制电源相连接，控制器通过控制电流对电磁阀进行开启和关闭，从而控制水流的时间以进行施肥。
作为本实用新型的进一步改进，所述可编程控制器是以微处理器(CPU)为基础的可编程控制器(PLC)，可以形成独立的系统实现对施肥装置的控制，可通过手动或自动设置不同的时间参数控制电磁阀的工作状态。
作为本实用新型的进一步改进，所述遥控装置(RC)是采用1000m范围的遥控器和与其相配套的接收控制器组成遥控控制装置，实现对电磁阀的遥控控制，组成遥控系统。
作为本实用新型的进一步改进，所述施肥泵，不需要动力，由管道内水压直接驱动，泵内为水动力引擘驱动比例调节器，水头损失极小，施肥泵的液体肥料添加量取决于流经泵体的水量，定比例浓度的肥料由动力引擎随水流被吸入管道中输送至田间。
本实用新型的有益效果是：
(1)适合于灌溉施肥应用；与滴灌系统相配合，可在滴灌系统首部也可在单个轮灌区内使用；控制器和电磁阀仅需用24V的低电压。
(2)可利用有线或无线控制系统对电磁阀进行时间控制，并能与计算机滴灌自动化控制系统相配套，实现水肥统一调控。
(3)比例混合施肥装置不需外接动力，仅靠水流力量即可正常工作，实行旁路连接，不影响滴灌系统运行压力，可节能降耗，降低滴灌系统运行成本。施肥罐体顶部开设入料口，入料口上方设有锥形料斗，添加肥料比压差式施肥罐更方便。
(4)通过设定时间或遥控进行变量控制，施肥器可按比例调控，与普通短时间、大肥量一次性施入相比，肥料在灌水过程中通过水流缓缓施入，减少了肥料的流失，提高了肥料施入的均匀性和肥料利用率。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型一种用于棉花滴灌中比例混合变量控制施肥罐的结构示意图。
图中，1、主管道，2、电磁阀，3、变量控制部分，4、旁通管，5、施肥泵，6、施肥罐体，7、微型过滤器，8、搅拌装置，81、电机，82、升降机构，83、搅拌桨，84、搅拌叶片，9、入料口，10、锥形料斗，11、视窗。
具体实施方式
请参照图1，一种用于棉花滴灌中比例混合变量控制施肥罐，包括施肥罐体、变量控制部分和施肥部分；所述施肥部分包括滴灌系统主管道及施肥泵旁路连接管道上安装的电磁阀和微型过滤器，施肥泵进行比例混合施肥，施肥泵下部设有施肥罐体，施肥罐体顶部开设入料口，入料口上方设有锥形料斗，电磁阀的开启和关闭由变量控制部分控制。
作为更佳的实施例，所述施肥罐体中心设有搅拌装置，搅拌装置包括电机、搅拌桨、搅拌叶片，搅拌桨由电机驱动，搅拌桨的底端设有搅拌叶片。液肥从锥形料斗上方通过入料口加入到施肥罐体内，同时开启搅拌装置，使得液肥混合均匀，施肥罐体内的液肥为均相液体。
作为更佳的实施例，所述变量控制部分包括控制器，控制器至少选用可编程控制器、计算机程序控制器和遥控器中的一种，所述可编程控制器是通过可编程控制器(PLC)实现施肥时间和施肥量的控制；所述计算机程序控制器是通过计算机接口进行程序控制(CPC)；所述遥控器控制是通过遥控器对施肥装置进行遥控控制(RC)，以上三种单独控制或组合使用，具体可根据滴灌系统使用不同的功能；通过控制器控制电磁阀，从而调节施肥泵控制施肥比例，微型过滤器起改善进入施肥罐的水质的作用。
作为更佳的实施例，所述搅拌装置还设有升降机构，升降机构设于电机与搅拌桨之间，可根据施肥罐体内的液体量，来调节搅拌桨插入的深度，已达到最佳的搅拌效果。
作为更佳的实施例，所述施肥罐体的一侧开设视窗，便于观察施肥罐体内液面高度及搅拌情况。
所述电磁阀采用交流电磁阀和直流电磁阀中的一种，电磁阀通过电线与控制电源相连接，控制器通过控制电流对电磁阀进行开启和关闭，从而控制水流的时间以进行施肥。
所述可编程控制器是以微处理器(CPU)为基础的可编程控制器(PLC)，可以形成独立的系统实现对施肥装置的控制，可通过手动或自动设置不同的时间参数控制电磁阀的工作状态。
所述遥控装置(RC)是采用1000m范围的遥控器和与其相配套的接收控制器组成遥控控制装置，实现对电磁阀的遥控控制，组成遥控系统。
作为更佳的实施例，所述施肥泵，不需要动力，由管道内水压直接驱动，泵内为水动力引擘驱动比例调节器，水头损失极小，施肥泵的液体肥料添加量取决于流经泵体的水量，定比例浓度的肥料由动力引擎随水流被吸入管道中输送至田间。
本实施例，使用用于棉花滴灌中比例混合变量控制施肥罐在滴灌棉田灌溉施肥过程中，滴灌棉花在生长过程中主要在蕾期、花期、盛花期与铃期四个环节追施氮肥，设定四次滴灌精量控制施肥装置与常规压差式施肥装置在不同灌水时段施入氮肥，对两种装置施氮后土壤硝态氮在土壤中分布规律，氮肥利用率与产量进行分析研究，以证明精量控制施肥系统较为优越的施肥可控性和施肥效果，同时探明依据棉花不同生育时期根系特点的最佳施肥模式。
上面结合附图对本实用新型进行了示例性的描述，显然本实用新型的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型技术方案进行的各种改进，或未经改进讲本实用新型的构思和技术方案应用于其他场合的，均在本实用新型的保护范内。