一种毛细芯渗灌系统技术方案

本发明专利技术属于渗灌技术领域，更具体地，涉及一种毛细芯渗灌系统。包括土壤和种植于土壤内的植物；还包括储水容器、毛细芯；所述的毛细芯包括毛细直芯和环状毛细芯，所述的毛细直芯的一端伸入储水容器中，另一端与环状毛细芯连接，所述的环状毛细芯位于土壤表面或埋设于土壤内，所述的环状毛细芯套设于植物的主根处。本发明专利技术利用水的表面张力在毛细束中能够产生毛细现象的原理，产生细微水流，通过毛细芯浸润方式给植物根部供水。毛细芯渗灌几乎没有土壤水分蒸发损失，节水效果好。

A capillary core infiltration irrigation system

【技术实现步骤摘要】
一种毛细芯渗灌系统
本专利技术属于渗灌
，更具体地，涉及一种毛细芯渗灌系统。
技术介绍
灌溉方式的演化基本上为漫灌——喷灌——滴灌——渗灌。长期以来，我国农业一直沿用传统的大水漫灌。漫灌最费水，正在逐渐被现代节水灌溉模式所取代。喷灌和滴灌节水程度较高，但一次性投入较高，且水分利用效率也有待提高。另外，喷灌会引起地表板结，滴灌会引起盐分的表聚，滴头容易堵塞。渗灌是继喷灌﹑滴灌之后，国际上最先进的农业节水灌溉技术之一，可减少土壤表面蒸发，是用水最省的一种地下微灌技术。毛细芯渗灌供水是近年提出的继管道渗灌技术之后的新型节水灌溉技术。毛细芯渗灌浸润供水是一种精准智能灌溉法，其特点是供水量受土壤-植物耦合诱导，按生产函数高利用率供水。当植物蒸腾旺盛时，土壤水分较快较多地被吸到植物体上，土壤自身的毛细作用就会较快较多地吸取由毛细芯浸润来的水分。反之，当植物蒸腾减弱时，土壤水分较慢较少地被吸到植物体上，土壤也会较慢较少地吸取由毛细芯浸润来的水分，基本实现了按植物需求调节供水的目标。但是，以往的毛细芯渗灌系统是使用毛细直芯引水在植株根区形成点源局部灌溉，植物根系周围的土壤含水量分布极不均衡，土壤含水量高的地方比低的地方高出40％～200％，不利于植物更好更均衡地生长发育。尤其是树龄较长、根系广阔发达的植株，更需要较大根区面积上的水分供应，毛细直芯渗灌的点源局部灌溉难以满足植株对水分的需求。目前尚未见到能给植株根区均匀供水的毛细芯渗灌系统或方法。
技术实现思路
本专利技术为克服上述现有技术中的缺陷，提供一种毛细芯渗灌系统，有效提高灌溉供水均匀度，且灌溉效果好，且能够有效节水。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种毛细芯渗灌系统，包括用于种植植物的土壤；还包括储水容器、毛细芯；所述的毛细芯包括毛细直芯和环状毛细芯，所述的毛细直芯的一端伸入储水容器中，另一端与环状毛细芯连接，所述的环状毛细芯位于土壤表面或埋设于土壤内，环状毛细芯套设于植物的根部。毛细直芯的一端伸入储水容器中，另一端伸出容器外部，埋设于待灌溉的土壤中或放置于待灌溉的土壤表面，湿润层土壤含水率均低于饱和含水率。毛细芯渗灌不需要额外的灌溉动力，可达到灌溉节能的目的。土壤水分以毛细作用、土壤吸力和植物蒸腾为动力向植物根部运动，由于供水时是根据土壤含水量缓慢进行，又可减少渗透性浪费。其原理是利用水的表面张力在毛细束中能够产生毛细现象的原理，产生细微水流，通过毛细芯浸润方式给植物根部供水。毛细芯渗灌土壤水分蒸发损失小，节水效果好。毛细芯渗灌浸润供水是一种精准智能灌溉法，其特点是供水量受土壤-植物耦合诱导。当植物蒸腾旺盛时，土壤水分较快较多地被吸到植物体上，土壤自身的毛细作用就会较快较多地吸取由毛细芯浸润来的水分。反之，当植物蒸腾减弱时，土壤水分较慢较少地被吸到植物体上，土壤也会较慢较少地吸取由毛细芯浸润来的水分，基本实现了按植物需求调节供水的目标。进一步的，所述的毛细芯靠近植物的根部但不与植物的根部直接接触。环状毛细芯套设在植物的根部处，即环绕在植物的根部处，毛细芯渗灌吸水将主根周围的土壤浸湿，实现渗灌的作用，植物主根周围的土壤在渗灌的作用下始终保持湿润状态，从而使得植物得到较好的灌溉，且又能够节约用水，避免浪费水资源。进一步的，所述的储水容器上还设有水管，所述的水管的一端与储水容器连通，另一端封堵；在所述的水管上间隔设置有供毛细直芯插入的空隙，所述的毛细直芯的一端伸入水管中。在进行大面积栽培时，可以设置长水管或多个水管，水管沿着植物排列放置在植物的一侧，在每一株植物处设置至少一个毛细芯，毛细直芯伸入水管中，毛细直芯的另一端与环状毛细芯连接，环状毛细芯可以埋设在土壤内也可以放置在土壤表面；作为优选的方案，环状毛细芯埋设于土壤内效果更好。进一步的，所述的水管与储水容器连接处还设有阀门。便于统一打开给毛细芯供水。进一步的，所述的毛细直芯及环状毛细芯的表面均套设有膜套。在毛细芯表面套设膜套，避免毛细芯表面的水分过多蒸发造成水资源的浪费以及因为土壤等颗粒导致毛细芯堵塞，而影响渗灌效果。作为优选的，所述的毛细直芯及环状毛细芯由棉、麻、丝、毛、或合成纤维的一种或几种编织而成。棉或者含棉的混纺材料吸水性较好。作为优选的，所述的毛细直芯和环状毛细芯均为扁平带状结构。作为优选的，所述的膜套由质地稍硬的合成纤维制成。可防止浸水后质地较软的毛细芯过度弯曲。作为优选的，所述的毛细直芯与环状毛细芯通过编织连接。毛细直芯与环状毛细芯编织在一起，使环状毛细芯围绕植物主根，以使水分较为均匀的分布在植物根区。与现有技术相比，有益效果是：1.与漫灌相比，渗灌能够有效提高水资源利用效率，节约水资源；与管道渗灌方式相比，毛细芯渗灌具有以下优势：a.节能，不需要额外的灌溉动力；b.堵塞较轻，易维护，对水质的要求低；c.可减少深层渗漏浪费。2.在毛细直芯的基础上增加环状毛细芯，相较于毛细直芯，环状毛细芯灌水均匀度得到较大提升；环状毛细芯的渗水效率显著提升。3.毛细芯渗灌可保证植物获得一定水量，在植物生长期内长期提供适量水分和一定的水分胁迫，一方面可提高水氮利用效率，另一方面可减少因灌溉引起的淋失和污染扩散。4.另外，在灌溉相同水量的情况下，环状毛细芯渗灌相比于漫灌、喷灌、滴灌出水更慢，灌溉时间更长久，水分利用效率更高。同时，环状毛细芯渗灌通过调节环状毛细芯的直径大小可以满足多种植物的供水需求，具有良好的适用性。附图说明图1是本专利技术毛细芯的结构示意图。图2是本专利技术灌溉系统整体结构示意图。图3是本专利技术实施例中环状毛细芯放置于土壤表面的实施示意图。图4是本专利技术实施例中环状毛细芯埋设于土壤内的实施示意图。图5是本专利技术实施例中不同灌溉方式对日均副梢增长量的影响。图6是本专利技术实施例中不同灌溉方式对百粒重的影响。图7是本专利技术实施例中不同灌溉方式对产量以及水分生产率的影响。图8是本专利技术实施例中不同灌溉方式对叶绿素含量的影响。图9是本专利技术实施例中不同灌溉方式对果实粒径的影响。图10是本专利技术实施例中不同灌溉方式对百粒重和可溶性固形物的影响。图11是本专利技术实施例中不同灌溉方式对果实可滴定酸的影响。图12是本专利技术实施例中不同灌溉方式对葡萄果实脯氨酸含量的影响。图13是本专利技术实施例中不同灌溉方式对葡萄花色苷含量的影响。具体实施方式附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利技术的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利技术的限制。实施例1：如图1和图2所示，一种环状毛细芯32灌溉系统，包括用于种植植物1的土壤；还包括储水容器2、毛细芯3；毛细芯3包括毛细直芯31和环状毛细芯32，毛细直芯31的一端伸入本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种毛细芯渗灌系统，包括用于种植植物(1)的土壤；其特征在于，还包括储水容器(2)、毛细芯(3)；所述的毛细芯(3)包括毛细直芯(31)和环状毛细芯(32)，所述的毛细直芯(31)的一端伸入储水容器(2)中，另一端与环状毛细芯(32)连接，所述的环状毛细芯(32)位于土壤表面或埋设于土壤内，所述的环状毛细芯(32)套设于植物(1)的根部处。/n

【技术特征摘要】
1.一种毛细芯渗灌系统，包括用于种植植物(1)的土壤；其特征在于，还包括储水容器(2)、毛细芯(3)；所述的毛细芯(3)包括毛细直芯(31)和环状毛细芯(32)，所述的毛细直芯(31)的一端伸入储水容器(2)中，另一端与环状毛细芯(32)连接，所述的环状毛细芯(32)位于土壤表面或埋设于土壤内，所述的环状毛细芯(32)套设于植物(1)的根部处。


2.根据权利要求1所述的毛细芯渗灌系统，其特征在于，所述的毛细芯(3)靠近植物(1)的根部但不与植物(1)的根部直接接触。


3.根据权利要求2所述的毛细芯渗灌系统，其特征在于，所述的储水容器(2)上还设有水管(4)，所述的水管(4)的一端与储水容器(2)连通，另一端封堵；在所述的水管(4)上间隔设置有供毛细直芯(31)插入的空隙，所述的毛细直芯(31)的一端伸入水管(4)中。

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【专利技术属性】
技术研发人员：张清涛，陈郁，袁学冬，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：广东;44