本实用新型专利技术涉及一种平稳供应土壤水分的栽培槽，它包括上宽下窄的截头倒圆锥形槽体，在槽体内设置有多根与主根接近平行的柱状微孔陶土管，微孔陶土管在槽体纵向中心线的外围围成截头倒圆锥形，所述的微孔陶土管均为空心圆柱形，各微孔陶土管共同连接水管，水管延伸至槽体外并与外界供水装置连通，真正实现了直根系作物需水的动态平稳供应，从而避免土壤水分亏缺却不能及时反应而造成作物的干旱胁迫损伤，能够作到高效利用水肥，避免水分养分浪费。
【技术实现步骤摘要】
一种平稳供应土壤水分的栽培槽
本技术涉及一种平稳供应土壤水分的栽培槽，属于农业科技领域。
技术介绍
水是人类的命脉，也是作物正常生长的必要条件。在全球气候日趋变暖的大背景 下，区域性干旱和阶段性干旱现象频发，在水资源越来越缺乏的严峻形势下，节约用水、高 效用水是农业生产乃至全球各个行业的主题。目前全国农业灌溉用水约3500亿m3/a左右， 占农业用水总量的90%，在全国用水总量中占63%。由于城市和工业用水增加较快，农业 用水在全国用水总量中的比重呈下降趋势。因此当前农业用水问题的关键是高效用水、节 约用水，在我国，真正把节水提到重要位置、当做革命性措施是近几年的事。过去所做的 主要是围绕改进灌溉管理、提高灌溉技术水平，属于单纯的灌溉业务工作，很少把它们与水 资源高效利用、节约保护联系起来。 当前农业生产状况下，大田作物栽培、保护地栽培及高经济价值作物栽培模式多 种多样，为追求更高的经济利益，不同栽培模式中的大肥大水现象普遍存在：如粮田的大畦 漫灌、设施蔬菜的频繁水肥冲施灌溉、高经济价值作物的不间断灌水。目前农业生产上，作 物根系被动吸水是主要方式，这些供应方式往往没有根据作物生长的需求去匹配水分和养 分，供应的水肥通常高于作物的正常生长需求，虽可获得较高的产量，但生产出的产品品质 变差，同时水分蒸发及淋溶损失数量多、养分投入量大，效率低下，更会造成养分在土体中 的积累及硝态氮向地下水淋溶的风险，不但浪费能源且给生态环境造成负面影响，农业生 产无法得到可持续发展。近年来随生产水平的提高，渗灌、滴灌、微喷等水肥一体化技术得 到了迅猛发展，特别是在北方的设施蔬菜与花丼、南方一些山坡地热带果树上应用面积逐 年增多，这种微灌方式很大程度上避免了大水大肥的现象，能够大大节约水资源，提高水分 利用效率，同时能够减少肥料投入并提高养分利用率。但这种技术的根本出发点是在于节 水节肥省力，仍属于作物被动接受水分和养分供应的方式，灌溉施肥的操纵者在于人，而人 判断水肥供应的标准则是根据作物长势、天气情况以及土壤表面的干湿状况等，无法探明 根系和根际土壤的实际状况，与特定栽培条件下的作物水分和养分客观需求相去甚远，无 法实现真正意义上的作物水分供应，即所说的作物主动吸收的水分平稳供应。 作物主动吸收水分的土壤水分平稳供应方式是最近几年科研工作者研宄的一种 新型水分供应方式，如中国专利文献CN1726762A(专利号：200410071164)公开的一种负压 调控的封闭式栽培系统及其操作方法，中国专利文献CN1823578A(专利号：200510045890) 公开的作物负压给水系统，其基本原理是作物根系吸收水分后使根区土壤水势下降，当水 势下降低于与土壤紧密接触的特定供水装置（通过负压控制，设置固定水势值，不会主动 向土壤中供水）中的水势时，装置中的水流向水势低的土壤，水再通过土壤毛管作用向不 同方向移动，当土壤水势均匀升高与供水装置的水势相当时，装置则停止水分供应，而作物 经过外界环境影响和自身生理代谢活动后根系再吸水，土壤水势又降低、装置再进行供水， 循而往复，就形成了一个作物根系主动吸收的水分平稳供应状态。这种水分平稳供应方式 是由作物根据自身活动主动的水分调节机制，与作物需水规律可高度吻合，外界对土壤供 水不会有任何损失和浪费，实现真正意义上的高效用水和节约用水。 再如，中国专利文献CN1788542A(专利号：200510123974.X)公开的一种负水头灌 溉系统，中国专利文献CN201830706U(专利号：201020528940. 5)公开的负压自动灌溉盆， 中国专利文献CN101185413A(专利号：200710178527.3)公开的一种自动控制土壤水势 恒定的装置，以上装置的供水盘或供水管均是设置在根系的底部，没有根据特定作物根系 特征设计不同的土壤水分平稳供应栽培装置及实现技术的操作方法，无法最大限度的研宄 不同作物水分及养分平稳供应特征，且结构复杂，运行成本高，无法满足根系对水分的及时 需求，使作物的正常生长受到影响。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本技术根据直根系作物的根系特征，提供了一种直根 系作物土壤水分平稳供应的栽培槽。 术语说明： 直根系作物：本技术中的直根系作物存在于双子叶作物中，特点是主根明显 而发达，并且方向为竖直向下，侧根呈葡萄状分布于主根周围。从外观上，主根发育强盛，在 粗度与长度方面极易与侧根区别，一般双子叶作物多为直根系。一般直根系入土较深，其侧 根在土壤中的伸延范围也较广，而从作物角度出发又区别于普通木本作物，由于木本作物 的根系其伸延直径可达10?18米，常超过树冠的好几倍。本技术的直根系作物指在 一般的农作物，如萝卜、豆类、土豆、棉花等。其特点是：相比须根系及一些浅根系作物，植株 相对较高，干物质量较大，根系中主根功能相当明显（如图1所示），根系纵向垂直分布较 深，横向范围较窄，根系对水分养分吸收的主要功能区如图2所示，分布在垂直的整个主根 及相应的侧根上。 本技术的技术方案如下： 一种平稳供应土壤水分的栽培槽，其特征在于，包括上端敞口，下端封闭的槽体， 所述的槽体为上宽下窄的截头倒圆锥形，在槽体内填充栽培基质，在槽体内距离槽体纵向 中心线上端5-12cm外周设置有柱状微孔陶土管，柱状微孔陶土管从栽培槽上端延伸至栽 培槽底部，微孔陶土管为若干根，围绕槽体纵向中心线等半径分布，若干根微孔陶土管在同 一圆周上等距间隔分布，微孔陶土管在槽体纵向中心线的外围围成截头倒圆锥形，微孔陶 土管在槽体纵向中心线的外围围成的截头倒圆锥形与槽体为同心结构，所述的微孔陶土管 均为空心结构，各微孔陶土管共同连接水管，水管延伸至槽体外并与外界供水装置连通； 所述的供水装置为自动控制进水装置，所述的自动控制进水装置包括一密封的盛 水容器，盛水容器上设置有进水口和出水口，盛水容器的进水口与水源水管连接，盛水容器 的出水口与各微孔陶土管共同连接的水管连通，盛水容器内盛装有恒定水势的浇灌水，浇 灌水不充满整个盛水容器，盛水容器内除浇灌水以外，上方装有空气，盛水容器的进水口与 水源水管之间设置有水阀，水阀与可以根据盛水容器内负压值控制水阀开启与关闭的控制 器连接。 当微孔陶土管周围的土壤含水量下降造成土壤水势降低后，微孔陶土管向土壤渗 水，从而使盛水容器中的水量减少（此时水势值逐渐降低），容器中负压绝对值逐渐变大， 当控制器检测到该负压绝对值高于设定的负压值时，则自动打开水阀，补充水流进盛水容 器；当负压绝对值缩小至设定的负压值时（这是一水势逐渐上升的过程），控制器控制水阀 关闭，停止向容器中进水，盛水容器内始终保持恒定水势。 根据本技术优选的，微孔陶土管顶端低于槽体上端面0. 5-1. 5cm，微孔陶土管 的底端封闭，微孔陶土管的底端与槽体底部之间的距离为5-lOcm。 本技术优选的，微孔陶土管与槽体纵向中心线接近平行，所述微孔陶土管 与槽体纵向中心线之间的夹角5-10°，微孔陶土管的顶端距槽体纵向中心线的距离为 5_12cm，微孔陶土管的长度为35_50cm。 本实本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种平稳供应土壤水分的栽培槽，其特征在于，包括上端敞口，下端封闭的槽体，所述的槽体为上宽下窄的截头倒圆锥形，在槽体内填充栽培基质，在槽体内距离槽体纵向中心线上端5‑12cm外周设置有柱状微孔陶土管，柱状微孔陶土管从栽培槽上端延伸至栽培槽底部，微孔陶土管为若干根，围绕槽体纵向中心线等半径分布，若干根微孔陶土管在同一圆周上等距间隔分布，微孔陶土管在槽体纵向中心线的外围围成截头倒圆锥形，微孔陶土管在槽体纵向中心线的外围围成的截头倒圆锥形与槽体为同心结构，所述的微孔陶土管均为空心结构，各微孔陶土管共同连接水管，水管延伸至槽体外并与外界供水装置连通；所述的供水装置为自动控制进水装置，所述的自动控制进水装置包括一密封的盛水容器，盛水容器上设置有进水口和出水口，盛水容器的进水口与水源水管连接，盛水容器的出水口与各微孔陶土管共同连接的水管连通，盛水容器内盛装有恒定水势的浇灌水，浇灌水不充满整个盛水容器，盛水容器内除浇灌水以外，上方装有空气，盛水容器的进水口与水源水管之间设置有水阀，水阀与可以根据盛水容器内负压值控制水阀开启与关闭的控制器连接。
【技术特征摘要】
1. 一种平稳供应±壤水分的栽培槽，其特征在于，包括上端敞口，下端封闭的槽体，所 述的槽体为上宽下窄的截头倒圆锥形，在槽体内填充栽培基质，在槽体内距离槽体纵向中 屯、线上端5-12cm外周设置有柱状微孔陶±管，柱状微孔陶±管从栽培槽上端延伸至栽培 槽底部，微孔陶±管为若干根，围绕槽体纵向中屯、线等半径分布，若干根微孔陶±管在同一 圆周上等距间隔分布，微孔陶±管在槽体纵向中屯、线的外围围成截头倒圆锥形，微孔陶± 管在槽体纵向中屯、线的外围围成的截头倒圆锥形与槽体为同屯、结构，所述的微孔陶±管均 为空屯、结构，各微孔陶±管共同连接水管，水管延伸至槽体外并与外界供水装置连通； 所述的供水装置为自动控制进水装置，所述的自动控制进水装置包括一密封的盛水容 器，盛水容器上设置有进水口和出水口，盛水容器的进水口与水源水管连接，盛水容器的出 水口与各微孔陶上管共同连接的水管连通，盛水容器内盛装有恒定水势的诱灌水，诱灌水 不充满整个盛水容器，盛水容器内除诱灌水W外，上方装有空气，盛水容器的进水口与水源 水管之间设置有水阀，水阀与可W根据盛水容器内负压值控制水阀开启与关闭的控制器连 接。2. 根据权利要求1所述的平稳供应±壤水分的栽培槽，其特征在于，微孔陶±管顶端 低于槽体上端面0. 5-1. 5cm，微孔陶±管的底端封闭，微孔陶±管的底端与槽体底部之间的 距离为5-10畑1。3. 根据权利要求1所述的平稳供应±壤水分的栽培槽，其特征在于，微孔陶±管与槽 体纵向中屯、线接近平行...
【专利技术属性】
技术研发人员：谭德水，李子双，李国生，高燕，孙泽强，
申请(专利权)人：山东省农业科学院农业资源与环境研究所，
类型：新型
国别省市：山东;37
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