能适应胁迫的灌溉与加肥灌溉制造技术

本发明专利技术的实施方式针对一种地下灌溉系统，该地下灌溉系统构造为以植物响应模式操作，并进一步构造为响应于植物胁迫而做出特定适应。胁迫适应可以包括例如选择性地增加灌溉流体的源压力、加热或冷却灌溉流体和/或将肥料和/或非肥料改良剂注入到灌溉流体中。或非肥料改良剂注入到灌溉流体中。或非肥料改良剂注入到灌溉流体中。

【技术实现步骤摘要】
能适应胁迫的灌溉与加肥灌溉
[0001]本申请是名称为“能适应胁迫的灌溉与加肥灌溉”、国际申请日为2020年7月16日、国际申请号为PCT/US2020/042282、国家申请号为202080045370.0的专利技术专利申请的分案申请。


[0002]本专利技术总体上涉及植物灌溉。更具体地，但不作为限制，本专利技术的实施方式提供了用于能适应胁迫的灌溉与加肥灌溉的系统和方法。

技术介绍

[0003]已知用于植物灌溉与加肥灌溉的多种系统和方法。灌溉是指受控制的输送水；加肥灌溉一般意味着将肥料或其他改良剂注入到灌溉系统中。本文所使用的“灌溉”可以包括加肥灌溉。
[0004]已知多种胁迫条件会损害植物并减少作物产量。许多灌溉系统和方法未能充分补偿这样的胁迫。此外，仅响应所感知的胁迫而改变灌溉计划的已知方法，例如通过增加地上喷洒系统中的灌溉持续时间，在地下滴灌(SDI)系统中通常并非是有效的。需要经过改进的能适应胁迫的灌溉系统和方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术的实施方式涉及一种地下灌溉系统，该地下灌溉系统构造为以植物响应模式操作，并且进一步构造为响应于植物胁迫而做出特定的适应。胁迫适应可以包括例如选择性地增加灌溉流体的源压力、加热或冷却灌溉流体、和/或将肥料和/或非肥料改良剂注入到灌溉流体中。下面将描述替代实施方式及其优点。
附图说明
[0006]图1是根据本专利技术的一个实施方式的灌溉方法的流程图；
[0007]图2是根据本专利技术的一个实施方式的以横截面示出的输送管的组装图；
[0008]图3A是根据本专利技术的一个实施方式的以横截面示出的输送管的组装图；
[0009]图3B是根据本专利技术的一个实施方式的以横截面示出的输送管的组装图；
[0010]图4是根据本专利技术的一个实施方式的灌溉系统的示意图；
[0011]图5是根据本专利技术的一个实施方式的灌溉系统的示意图；
[0012]图6是根据本专利技术的一个实施方式的灌溉系统的示意图；
[0013]图7是图5所示的储液器的示意图；
[0014]图8是图6所示的储液器的示意图；
[0015]图9A和图9B是根据本专利技术的一个实施方式的使用图5和图6所示系统的方法的流程图；和
[0016]图10A和图10B是根据本专利技术的一个实施方式的使用图5和图6所示系统的方法的
流程图。
具体实施方式
[0017]下面参照附图描述本专利技术的实施方式。这样的实施方式是说明性的而非限制性的。附图不是按比例绘制的。为了清楚起见，附图中所示的某些特征在尺寸上可能被夸大，并且另一些特征可能被完全省略。
[0018]以下各章节从回顾一些环境因素开始，力图可以对这些环境因素进行监测以评估环境胁迫。下面的描述从对植物胁迫的概述开始。然后，本文件描述了灌溉方法(参照图1)、示例性微孔灌溉管路(参照图2、3A和3B)、示例性灌溉系统(参照图4
‑
8)和使用这样的系统的方法(参照图9A、9B、10A和10B)。
[0019]为了便于组织，在下面使用章节标题。对任何要求保护的特征的描述不一定限于本说明书的任何章节。
[0020]植物胁迫
[0021]植物胁迫因子由非理想的生长条件引起，该非理想的生长条件增加了植物需求。非生物胁迫因子(环境胁迫因子)是自然发生的无生命性因素，诸如：强烈的阳光、强风、极端温度(热或冷)、干旱、洪水、除草剂、杀虫剂以及恶劣的土壤条件，例如，盐度、酸度、缺乏营养素(宏观和微观)和重金属。较不为人知的非生物胁迫因子通常以较小规模发生。它们包括：差的土壤条件，如岩石含量和pH值水平、高辐射、压实以及污染。这些胁迫因子中的任一者都会对植物发育和作物生产率产生负面影响。非生物胁迫被认为是影响作物生长和生产率的最有害因素。非生物胁迫因子在他们以非生物胁迫因素(诸如干旱、沙漠气候)的组合方式一起发生时最有害。
[0022]生物胁迫因子包括诸如真菌、细菌、昆虫和杂草之类的生物干扰。病毒也会对植物造成生物胁迫。真菌在植物中引起的疾病比任何其他生物胁迫因素都多。微生物会导致植物枯萎、叶斑、根腐病或种子损伤。昆虫会对植物造成严重的物理损害。昆虫还会将病毒和细菌从受感染的植物传播到健康的植物。杂草通过争夺空间和养分而抑制了所想要的植物的生长。
[0023]植物对抗非生物和生物胁迫的第一道防线在其根部。如果种植植物的土壤响应于植物的需求提供了足够的水和养分，并且在其他方面是健康的和生物多样性的，那么植物将更有可能在地面上的胁迫条件下生存下来。本专利技术的实施方式监测植物胁迫因子并在根围提供适当的干预以最小化各种植物胁迫因子。
[0024]示例性灌溉方法
[0025]图1是根据本专利技术的一个实施方式的灌溉方法的流程图。如其中所示，该过程在步骤105开始，以根响应模式经由以亲水聚合物处理的微孔管路进行地下灌溉，该根响应模式的特征在于相对低的供应压力(对管路)和封闭端部型流体路径。这种灌溉模式非常节水，是植物不受胁迫时的优选灌溉模式。
[0026]然后，该过程在步骤110中确定植物胁迫条件。步骤110可以例如通过将传感器数据与预定阈值进行比较、通过目视检查和/或通过进行植物组织或土壤分析来执行。例如，可以将来自环境温度传感器和/或地面温度传感器的读数与预定阈值进行比较以确定存在升高的温度条件。同样，可以将来自风速计的风速数据与预定阈值进行比较。优选地随着时
间的推移整合温度和风的数据，以更精确地模拟蒸腾效应。作为步骤110的进一步示例，目视检查(无论是由人员、本地成像传感器或高架设备执行或辅助)可以揭示叶子变色、植物枯萎、倒伏(茎或根移位)、疾病、害虫侵扰、杂草的存在、或者其他存在或出现植物胁迫因子的证据。来自地下盐度传感器的数据可以与给定植物类型的已知盐耐受水平进行比较。例如，土壤分析可以揭示土壤中缺乏有益微生物、或存在有害真菌。
[0027]在步骤115中，该过程基于植物胁迫条件选择系统提供的处理，该系统提供的处理包括相对高的供应压力以及再循环流体路径。例如，在与温度相关的胁迫的情况下，所选择的系统提供的处理可以包括冷却或加热灌溉流体，并且还可以包括向灌溉流体添加表面活性剂。对于未伴随极端温度的风胁迫，该过程可以只选择相对较高的供应压力和再循环路径。当在步骤110中确定植物胁迫条件是土壤条件和/或矿物质不平衡时，该过程可以选择农业化学添加剂来改良灌溉流体以在步骤115中校正土壤缺陷或问题。同样，当确定存在生物胁迫因子的情况下，该过程可以例如从一种或多种生物改良剂、根/土壤活化剂、有机添加剂或杀虫剂中进行选择。
[0028]相对高的供应压力(在所有处理情况下是优选的)和表面活性剂(当添加时)将倾向于增加灌溉流体从管路到根部的排放速率。再循环路径(也在所有处理情况下是优选的)将有助于沿着地下管路的功能性长度更均匀地(在温度和改良剂浓度方面)输送灌溉流体。
[0029]该过程在步骤120中执行(上述)系统提供的处理，并在步本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种灌溉系统，包括：加压水源；地下微孔灌溉管路，所述灌溉系统构造为使所述加压水源经由第一路径、第二路径或第三路径选择性地联接到所述地下微孔灌溉管路的总管；所述第一路径包括设置在所述加压水源和所述地下微孔灌溉管路之间的第一压力调节器，所述第一压力调节器构造为向所述总管输出相对低的流体压力；所述第二路径包括至少一个注入装置和设置在所述加压水源与所述地下微孔灌溉管路之间的第二压力调节器，所述至少一个注入装置中的每一个注入装置均构造为将一种改良剂注入到所述第二路径中，所述至少一个注入装置的输出端联接到所述第二压力调节器的输入端，所述第二压力调节器构造为向所述总管输出相对高的流体压力，所述相对高的流体压力高于所述相对低的流体压力；所述第三路径包括旁通阀，所述旁通阀将所述加压水源联接到所述第二压力调节器的输入端并旁通所述至少一个注入装置；再循环阀，所述再循环阀联接到所述地下微孔灌溉管路的底部和所述第二压力调节器的输入端；和再循环泵，所述再循环泵联接在所述再循环阀与所述第二压力调节器之间。2.如权利要求1所述的灌溉系统，还包括设置在所述第二路径中并且联接在所述至少一个注入装置的输出端与所述第二压力调节器的输入端之间的储液器。3.一种使用如权利要求1所述的灌溉系统的方法，包括以下步骤：a)经由所述第一压力调节器在所述相对低的流体压力下将流体从所述加压水源供应到所述地下微孔灌溉管路，通过所述地下微孔灌溉管路的流体路径终止于所述再循环阀；b)确定植物胁迫条件并基于所述植物胁迫条件选择至少一种改良剂；c)将流体从所述加压水源转送到至少一个注入装置而不是所述第一压力调节器，所述至少一个注入装置中的每一个注入装置与所述至少一种改良剂中的对应一种改良剂相关联；d)使用所述至少一个注入装置分别注入所述至少一种改良剂，结合所述至少一个注入装置的输出以产生改良的灌溉流体；e)经由所述第二压力调节器在所述相对高的流体压力下将改良的灌溉流体输出到所述地下微孔灌溉管路；和f)打开所述再循环阀并启动所述再循环泵，通过所述地下微孔灌溉管路的所述流体路径通过该打开和启动而转换成再循环路径，所述再循环路径将所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：D，
申请(专利权)人：灵敏滴灌有限责任公司，
类型：发明
国别省市：