一种基于环境水分的恒湿节能农业系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于环境水分的恒湿节能农业系统，包括：若干层下埋式供水管道、中转站以及调整渠；下埋式供水管道包括第一中心输水管道、第二中心输水管道以及若干毛细管道，毛细管道分布于第一中心输水管道以及第二中心输水管道的外侧；第一中心输水管道以及第二中心输水管道分别包括第一组成管道以及第二组成管道，第一组成管道孔径小于第二组成管道，第一组成管道孔径与毛细管道一致；在构成第一中心输水管道时，第一组成管道上行倾斜、第二组成管道下行倾斜，在构成第二中心输水管道时，第一组成管道下行倾斜、第二组成管道上行倾斜。通过利用下埋式供水管道调整田间的水量，从而保证土壤含水量以及养分含量，保证田间农作物的有效生长。

A Constant Moisture and Energy Saving Agricultural System Based on Environmental Moisture

【技术实现步骤摘要】
一种基于环境水分的恒湿节能农业系统
本专利技术涉及智能农业领域，尤其涉及一种基于环境水分的恒湿节能农业系统。
技术介绍
近年来农业发展迅速，种植面积不断扩大，灌溉消耗用水量不断增大，种植成本增加，节水灌溉受到重视。已有的分区交替灌溉装置多采用控制各个出水口开合的方法来实现交替灌溉，每个出水口配有独立的阀门，通过机构连接，使所有阀门联动。田间的作业环境，尘土、水锈、动力都将对阀门的操作带来不利影响。公告号为CN103264551A的中国专利公开了一种悬梁式交替灌溉系统，包括带喷水口的悬梁水管，所述悬梁水管与水池连通并由水池供水，悬梁水管电磁阀安装在悬梁水管的进水口处，与控制器连接，其开启与闭合由控制器控制；所述悬梁水管架设在两个平行排列的悬梁水管滑槽上，由驱动电机驱动进而在悬梁水管滑槽上能够沿悬梁水管滑槽的方向自由滑动和停止，驱动电机与控制器连接并由控制器控制；多个滑槽支撑柱固定在作物行的两侧，支撑悬梁水管滑槽，所述悬梁水管滑槽与作物行垂直；土壤水分传感器安放在作物根部，每垅植株的土壤中设置一个，与控制器连接；所述悬梁水管每次移动的距离与每垅植株的行距相对应。通过该方案起到了保证节水的情况下，较高效率的保证了加湿效果。基质的水分含量及养分含量是决定农业活动是否成功的关键因素。基质的含水量过少，引起干旱，导致减产；基质含水量过高，易引发烂根，导致作物死亡。基质养分含量过少，导致作物长势弱，产量下降；基质养分含量过高，易引起肥害，同样会导致减产以及肥料的浪费。因此，找到最佳的基质含水量和最佳施肥量，并找到控制基质含水量时刻保持不变的方法，会对农业种植者有重大的帮助。恒湿灌溉是指保持基质水分含量时刻保持不变的一种灌溉方式，主要是利用毛细作用力，来实现自动灌溉，且基质的水分湿度保持不变。在实际情况中，在下雨或漫灌时，水量过多，水量大量下渗形成地下水，在下渗的过程中，在土壤中的水量达到田间持水量的最大值时，水会漫出土壤，或者在雨量更大时会直接积在土壤表面，形成水量的浪费以及淹死农作物；在土壤蒸发的过程中，会出现零通量面以上的土壤层无法持续供给水分，从而使得零通量面以上的土壤水分缺失，无法持续对作物提供养分；而在长时间水分缺失后进行灌溉，存在着水分突增而导致机制含水量过高，从而影响适应环境后的农作物的生长。
技术实现思路
专利技术目的：针对现有技术中，基质的含水量过少，引起干旱，导致减产；基质含水量过高，易引发烂根，导致作物死亡；基质养分含量过少，导致作物长势弱，产量下降；基质养分含量过高，易引起肥害，同样会导致减产以及肥料的浪费；在土壤中的水量达到田间持水量的最大值时，水会漫出土壤，或者在雨量更大时会直接积在土壤表面，形成水量的浪费以及淹死农作物；在土壤蒸发的过程中，会出现零通量面以上的土壤层无法持续供给水分，从而使得零通量面以上的土壤水分缺失，无法持续对作物提供养分；长时间水分缺失后进行灌溉，存在着水分突增而导致机制含水量过高，从而影响适应环境后的农作物的生长的问题，本专利技术提供一种基于环境水分的恒湿节能农业系统。技术方案：一种基于环境水分的恒湿节能农业系统，包括：若干层下埋式供水管道、中转站以及调整渠；所述下埋式供水管道连接于所述中转站，所述调整渠连接所述下埋式供水管道，所述下埋式供水管道分层间隔分布；所述下埋式供水管道包括第一中心输水管道、第二中心输水管道以及若干毛细管道；所述毛细管道分布于所述第一中心输水管道以及所述第二中心输水管道的外侧，所述毛细管道连通所述第一中心输水管道与外界土壤、第二中心输水管道与外界土壤；连接于所述第一中心输水管道的所述毛细管道之间连通、连接于所述第二中心输水管道的所述毛细管道之间连通，所述第一中心输水管道与所述第二中心输水管道分立且互相不连通，所述第一中心输水管道、第二中心输水管道以及毛细管道用于积蓄上升毛管水以及悬着毛管水；所述第一中心输水管道以及所述第二中心输水管道分别包括第一组成管道以及第二组成管道，所述第一组成管道孔径小于所述第二组成管道，所述第一组成管道孔径与所述毛细管道一致，在所述第一组成管道以及所述第二组成管道构成所述第一中心输水管道与所述第二中心输水管道时，每个所述第二组成管道两端分别对应若干所述第一组成管道，所述第二组成管道连接所述中转站；在构成所述第一中心输水管道时，所述第一组成管道呈现上行倾斜、所述第二组成管道呈现下行倾斜；在构成所述第二中心输水管道时，所述第一组成管道呈现下行倾斜、所述第二组成管道呈现上行倾斜；所述中转站包括外框以及蓄水渠，所述蓄水渠以及所述外框竖直设置，所述蓄水渠连接有进水管道，所述蓄水渠埋在土壤下，所述外框部分埋入土壤，所述外框埋入土壤的部分深于所述蓄水渠埋入土壤的深度，所述第一中心输水管道以及所述第二中心输水管道穿过所述外框连接于所述蓄水渠，所述蓄水渠中的水的液面高度高于所述第一中心输水管道埋入土壤的深度，所述外框未埋入土壤的部分用于积蓄多于田间持水量部分的水分；所述调整渠连接所述第一中心输水管道，所述调整渠的最高高度与所述蓄水渠的最高高度一致，用于连接所述调整渠与所述第一中心输水管的管道向所述调整渠倾斜。作为本专利技术的一种优选方式，所述第二组成管道两侧设置有第一溶质腔，同一个第二组成管道两侧的所述第一溶质腔中设置有相同量的盐溶质。作为本专利技术的一种优选方式，对于所述第一中心输水管道，靠近所述中转站的所述第二组成管道的所述第一溶质腔中的盐溶质的量小于远离所述中转站的所述第二组成管道的所述第一溶质腔中的盐溶质的量；对于所述第二中心输水管道，靠近所述中转站的所述第二组成管道的所述第一溶质腔中的盐溶质的量大于远离所述中转站的所述第二组成管道的所述第一溶质腔中的盐溶质的量。作为本专利技术的一种优选方式，所述第一中心输水管道与所述蓄水渠连接处设置有开口向所述蓄水渠的第一开关门，所述第二中心输水管道与所述蓄水渠连接处设置有开口向所述第二中心输水管道的第二开关门。作为本专利技术的一种优选方式，所述中转站的所述外框设置有水泵，所述水泵用于抽取田间表面多于田间持水量的部分水分；在两个所述中转站之间设置有第一引水渠，所述第一引水渠设置于土壤表面，所述第一引水渠连接所述水泵的抽水口。作为本专利技术的一种优选方式，当系统用于大棚种植时，还包括第二引水渠以及集水管道，所述第二引水渠设置于大棚上，所述集水管道设置于所述中转站的未埋入土壤的所述外框上方，所述第二引水渠与所述集水管道用于收集雨水。作为本专利技术的一种优选方式，系统还包括蒸发膜，所述蒸发膜部分平整，所述蒸发膜材料为人造生物膜，所述蒸发膜设置于所述下埋式供水管道上方，所述蒸发膜用于暂缓水分蒸发，所述蒸发膜内部设置有若干第二溶质腔，所述第二溶质腔中设置有一定量的盐溶质，所述蒸发膜通过亲水槽接入所述蓄水渠，所述亲水槽向上倾斜，所述第二溶质腔大小一致。作为本专利技术的一种优选方式，在系统中种植点对应的位置，所述蒸发膜呈金字塔隆起，在金字塔隆起的顶端所对应的第二溶质腔中，所述盐溶质的量大于所述蒸发膜的平整区域的所述第二溶质腔的量。作为本专利技术的一种优选方式，根据系统对应的种植区域不同，所述第二溶质腔中设置的溶质量改变。作为本专利技术的一种优选方式，所述中转站之间通过中转管道连接，所述中转管道设置有人造生物膜。本专利技术实现以下有益效果：1.通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于环境水分的恒湿节能农业系统，其特征在于：包括：若干层下埋式供水管道（1）、中转站（2）以及调整渠（3）；所述下埋式供水管道（1）连接于所述中转站（2），所述调整渠（3）连接所述下埋式供水管道（1），所述下埋式供水管道（1）分层间隔分布；所述下埋式供水管道（1）包括第一中心输水管道（4）、第二中心输水管道（5）以及若干毛细管道（6）；所述毛细管道（6）分布于所述第一中心输水管道（4）以及所述第二中心输水管道（5）的外侧，所述毛细管道（6）连通所述第一中心输水管道（4）与外界土壤、第二中心输水管道（5）与外界土壤；连接于所述第一中心输水管道（4）的所述毛细管道（6）之间连通、连接于所述第二中心输水管道（5）的所述毛细管道（6）之间连通，所述第一中心输水管道（4）与所述第二中心输水管道（5）分立且互相不连通，所述第一中心输水管道（4）、第二中心输水管道（5）以及毛细管道（6）用于积蓄上升毛管水以及悬着毛管水；所述第一中心输水管道（4）以及所述第二中心输水管道（5）分别包括第一组成管道（7）以及第二组成管道（8），所述第一组成管道（7）孔径小于所述第二组成管道（8），所述第一组成管道（7）孔径与所述毛细管道（6）一致，在所述第一组成管道（7）以及所述第二组成管道（8）构成所述第一中心输水管道（4）与所述第二中心输水管道（5）时，每个所述第二组成管道（8）两端分别对应若干所述第一组成管道（7），所述第二组成管道（8）连接所述中转站（2）；在构成所述第一中心输水管道（4）时，所述第一组成管道（7）呈现上行倾斜、所述第二组成管道（8）呈现下行倾斜；在构成所述第二中心输水管道（5）时，所述第一组成管道（7）呈现下行倾斜、所述第二组成管道（8）呈现上行倾斜；所述中转站（2）包括外框（9）以及蓄水渠（10），所述蓄水渠（10）以及所述外框（9）竖直设置，所述蓄水渠（10）连接有进水管道，所述蓄水渠（10）埋在土壤下，所述外框（9）部分埋入土壤，所述外框（9）埋入土壤的部分深于所述蓄水渠（10）埋入土壤的深度，所述第一中心输水管道（4）以及所述第二中心输水管道（5）穿过所述外框（9）连接于所述蓄水渠（10），所述蓄水渠（10）中的水的液面高度高于所述第一中心输水管道（4）埋入土壤的深度，所述外框（9）未埋入土壤的部分用于积蓄多于田间持水量部分的水分；所述调整渠（3）连接所述第一中心输水管道（4），所述调整渠（3）的最高高度与所述蓄水渠（10）的最高高度一致，用于连接所述调整渠（3）与所述第一中心输水管的管道向所述调整渠（3）倾斜。...

【技术特征摘要】
1.一种基于环境水分的恒湿节能农业系统，其特征在于：包括：若干层下埋式供水管道（1）、中转站（2）以及调整渠（3）；所述下埋式供水管道（1）连接于所述中转站（2），所述调整渠（3）连接所述下埋式供水管道（1），所述下埋式供水管道（1）分层间隔分布；所述下埋式供水管道（1）包括第一中心输水管道（4）、第二中心输水管道（5）以及若干毛细管道（6）；所述毛细管道（6）分布于所述第一中心输水管道（4）以及所述第二中心输水管道（5）的外侧，所述毛细管道（6）连通所述第一中心输水管道（4）与外界土壤、第二中心输水管道（5）与外界土壤；连接于所述第一中心输水管道（4）的所述毛细管道（6）之间连通、连接于所述第二中心输水管道（5）的所述毛细管道（6）之间连通，所述第一中心输水管道（4）与所述第二中心输水管道（5）分立且互相不连通，所述第一中心输水管道（4）、第二中心输水管道（5）以及毛细管道（6）用于积蓄上升毛管水以及悬着毛管水；所述第一中心输水管道（4）以及所述第二中心输水管道（5）分别包括第一组成管道（7）以及第二组成管道（8），所述第一组成管道（7）孔径小于所述第二组成管道（8），所述第一组成管道（7）孔径与所述毛细管道（6）一致，在所述第一组成管道（7）以及所述第二组成管道（8）构成所述第一中心输水管道（4）与所述第二中心输水管道（5）时，每个所述第二组成管道（8）两端分别对应若干所述第一组成管道（7），所述第二组成管道（8）连接所述中转站（2）；在构成所述第一中心输水管道（4）时，所述第一组成管道（7）呈现上行倾斜、所述第二组成管道（8）呈现下行倾斜；在构成所述第二中心输水管道（5）时，所述第一组成管道（7）呈现下行倾斜、所述第二组成管道（8）呈现上行倾斜；所述中转站（2）包括外框（9）以及蓄水渠（10），所述蓄水渠（10）以及所述外框（9）竖直设置，所述蓄水渠（10）连接有进水管道，所述蓄水渠（10）埋在土壤下，所述外框（9）部分埋入土壤，所述外框（9）埋入土壤的部分深于所述蓄水渠（10）埋入土壤的深度，所述第一中心输水管道（4）以及所述第二中心输水管道（5）穿过所述外框（9）连接于所述蓄水渠（10），所述蓄水渠（10）中的水的液面高度高于所述第一中心输水管道（4）埋入土壤的深度，所述外框（9）未埋入土壤的部分用于积蓄多于田间持水量部分的水分；所述调整渠（3）连接所述第一中心输水管道（4），所述调整渠（3）的最高高度与所述蓄水渠（10）的最高高度一致，用于连接所述调整渠（3）与所述第一中心输水管的管道向所述调整渠（3）倾斜。2.根据权利要求1所述的一种基于环境水分的恒湿节能农业系统，其特征在于：所述第二组成管道（8）两侧设置有第一溶质腔（11），同一个第二组成管道（8）两侧的所述第一溶质腔（11）中设...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆军军，
申请(专利权)人：陆军军，
类型：发明
国别省市：江苏,32