一種負(fù)水頭灌溉施肥系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種負(fù)水頭灌溉施肥系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，我國設(shè)施園藝產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，2011年設(shè)施園藝面積已超過400萬平方千米，居世界前列。蔬菜是設(shè)施園藝中的主要栽培作物，其面積可占設(shè)施園藝栽培面積的90%。合理的水肥管理是蔬菜健康生長和優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的重要保證，而我國傳統(tǒng)的施肥方式是將肥料用量的40 %作為基肥施入土壤，剩余肥料在蔬菜主要生育期內(nèi)以追肥的形式施用。由于水肥不同步，肥料一次性投入量高，灌水量大且頻繁，是造成水肥利用效率低、土壤鹽漬化、地下水污染等問題的主要原因?？梢姡^量灌溉和不合理施肥加劇了資源浪費(fèi)和環(huán)境風(fēng)險的增加，成為制約設(shè)施蔬菜可持續(xù)發(fā)展的瓶頸。
[0003]水肥一體化是將灌溉和施肥相結(jié)合，在灌溉的同時進(jìn)行施肥，實現(xiàn)水、肥的一體化管理，是國際上公認(rèn)的一項高效節(jié)水節(jié)肥農(nóng)業(yè)新技術(shù)。現(xiàn)有的灌溉施肥裝備主要是借助壓力系統(tǒng)將溶于水的肥液與灌溉水混合，然后通過可控管道和滴灌系統(tǒng)，均勻、定時、定量地輸送到作物根系土壤。但該裝備系統(tǒng)必須依據(jù)可靠的灌溉施肥控制策略和精密的傳感器件才能達(dá)到水肥的精準(zhǔn)管理，而我國的主要設(shè)施類型是日光溫室，具有分布區(qū)域廣、栽培作物種類復(fù)雜和茬口繁多等特點(diǎn)，現(xiàn)有灌溉施肥設(shè)備很難滿足我國設(shè)施蔬菜生產(chǎn)發(fā)展的需求，從國外引進(jìn)的灌溉施肥控制器不僅價格昂貴，而且沒有考慮我國特殊的自然、氣候、土地資源、農(nóng)民經(jīng)濟(jì)狀況等因素，所以難以在國內(nèi)得到應(yīng)用與普及。
[0004]負(fù)水頭灌溉技術(shù)是基于盤式負(fù)壓入滲原理，通過將供水壓控制為負(fù)水頭進(jìn)行灌溉，利用土壤水分基質(zhì)吸力向土壤供水，從而實現(xiàn)土壤水分的精確和持續(xù)控制?，F(xiàn)有專利文獻(xiàn)(ZL為200510123974.X)公開一種負(fù)水頭灌溉系統(tǒng)，只是單純實現(xiàn)了作物栽培過程中的土壤水分管理，不能進(jìn)行水分和養(yǎng)分的有效協(xié)調(diào)；此外，專利文獻(xiàn)(ZL為201310141504.0)公開了一種基于負(fù)水頭控水供水的自動灌溉決策系統(tǒng)，只是利用負(fù)水頭灌溉系統(tǒng)為滴灌系統(tǒng)提供灌溉量的決策，且主要在無土栽培中使用，具有一定局限性；無法同時具有精確、持續(xù)地控制土壤含水率，和根際土壤保持適宜、穩(wěn)定的養(yǎng)分濃度的作用。以上兩個專利文獻(xiàn)均是基于負(fù)水頭裝置對作物水分進(jìn)行管理，而要獲得作物的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)，水分和養(yǎng)分的協(xié)調(diào)供應(yīng)尤為重要。
[0005]因此，針對以上不足，需要一種能夠同時精確供給水分和養(yǎng)分，并可根據(jù)作物生育期的變化供應(yīng)不同濃度的肥液，以滿足作物生長發(fā)育對水分和養(yǎng)分的一體化需求，從而實現(xiàn)作物優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的負(fù)水頭灌溉施肥系統(tǒng)。
【實用新型內(nèi)容】
[0006](一 )要解決的技術(shù)問題
[0007]本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供了一種負(fù)水頭灌溉施肥系統(tǒng)，能夠同時精確供給水分和養(yǎng)分，并可根據(jù)作物生育期的變化供應(yīng)不同濃度的肥液，以滿足作物生長發(fā)育對水分和養(yǎng)分的一體化需求，從而實現(xiàn)作物的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)。
[0008]( 二)技術(shù)方案
[0009]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供的負(fù)水頭灌溉施肥系統(tǒng)包括:
[0010]水源；
[0011]肥液控制裝置，包括肥液箱、顯示屏、傳感器和沖浪泵，所述肥液箱與水源連通，所述顯示屏設(shè)置于肥液箱外，所述傳感器和沖浪泵分別設(shè)置于肥液箱內(nèi)，所述傳感器用于檢測肥液濃度并反饋至顯示屏上；
[0012]負(fù)水頭裝置，包括儲液桶、控壓管、集氣瓶和多個陶瓷盤；所述儲液桶與肥液箱連通；所述控壓管的一端與儲液桶連接，另一端與集氣瓶連接；所述集氣瓶與多個陶瓷盤連通，多個陶瓷盤均埋設(shè)于待處理的苗床土層中。
[0013]其中，該負(fù)水頭灌溉施肥系統(tǒng)還包括:
[0014]第一供液主路，所述第一供液主路的一端與肥液箱連通，另一端與多個儲液桶連接;
[0015]第二供液主路，所述第二供液主路的一端與集氣瓶連接，另一端連接有用于鋪設(shè)在苗床的供液支路，多個所述陶瓷盤分別沿所述供液支路的長度方向間隔設(shè)置。
[0016]其中，所述第一供液主路上依次設(shè)有第二閥門、過濾器和第三閥門；所述第二閥門位于靠近肥液箱的一端；所述第二供液主路上設(shè)有第五閥門，所述第五閥門位于靠近集氣瓶的一端。
[0017]其中，所述肥液箱內(nèi)的最低液位高于所述儲液桶的最高液位。
[0018]其中，所述肥液箱的下方設(shè)有底座，在肥液箱的底部設(shè)有第一閥門。
[0019]其中，所述控壓管的一端伸入至儲液桶的底部，另一端連接于集氣瓶底部側(cè)壁；所述儲液桶內(nèi)設(shè)有浮球閥；所述集氣瓶的頂部設(shè)有第四閥門。
[0020]其中，所述控壓管由透明材料制成。
[0021]其中，所述陶瓷盤的形狀為圓形，在陶瓷盤上設(shè)有多孔。
[0022]本實用新型還提供一種根據(jù)所述的負(fù)水頭灌溉施肥系統(tǒng)的控制方法，其包括如下步驟:
[0023]S1、根據(jù)作物對氮磷鉀的吸收比例將可溶性肥料配制形成肥液，并將配制后的肥液添加至肥液箱內(nèi)；
[0024]S2、利用傳感器檢測肥液的濃度并反饋至顯示屏上，并根據(jù)反饋信息調(diào)節(jié)肥液濃度至預(yù)設(shè)濃度；
[0025]S3、將調(diào)節(jié)濃度后的肥液依次輸入至儲液桶、控壓管和集氣瓶中，在土壤吸力與大氣壓的作用下，使肥液經(jīng)陶瓷盤進(jìn)入苗床土層中，從而供作物生長需求。
[0026]其中，步驟S2包括:所述預(yù)設(shè)濃度為按照作物生育期的變化而預(yù)先設(shè)置的肥液濃度。
[0027](三)有益效果
[0028]本實用新型的上述技術(shù)方案具有以下有益效果:本實用新型負(fù)水頭灌溉施肥系統(tǒng)在負(fù)水頭灌溉技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過肥液控制裝置可實現(xiàn)調(diào)節(jié)肥液濃度，實現(xiàn)了作物栽培的水肥一體化管理。而且本實用新型還提供了一種基于該負(fù)水頭灌溉施肥系統(tǒng)的控制方法，可根據(jù)作物生育期的變化供應(yīng)不同濃度的肥液，滿足作物生長發(fā)育對水分和養(yǎng)分的一體化需求。不需要做水肥的控制決策，即能達(dá)到滿足作物生長發(fā)育需求的水肥精確管理目的，又可實現(xiàn)當(dāng)代農(nóng)業(yè)節(jié)水節(jié)肥和優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的目標(biāo)。
【附圖說明】
[0029]圖1為本實用新型實施例負(fù)水頭灌溉施肥系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖2為不同灌溉施肥模式下番茄產(chǎn)量變化圖；
[0031]圖3為不同灌溉施肥模式下番茄果實可溶性糖含量變化圖；
[0032]圖4為不同灌溉施肥模式下番茄果實可溶性蛋白質(zhì)含量變化圖；
[0033]圖5為不同灌溉施肥模式下番茄水分生產(chǎn)力變化圖；
[0034]圖6為不同灌溉施肥模式下番茄肥料生產(chǎn)力變化圖。
[0035]其中，1:水源；2:電源；3:肥液箱；4:儲液桶；5:集氣瓶；6:陶瓷盤；7:底座；8:箱蓋；9:傳感器；10:沖浪泵；11:顯示屏；12:第一閥門；13:第二閥門；14:過濾器；15:第一供液主路;16:浮球閥；17:第三閥門；18:桶蓋；19:支撐座；20:第四閥門；21:控壓管；22:第五閥門；23:第二供液主路；24:供液支路；25:栽培作物。
【具體實施方式】
[0036]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型的實施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實施例用于說明本實用新型，但不能用來限制本實用新型的范圍。
[0037]在本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上；術(shù)語“上”、“下”、“左”、“右”、“內(nèi)”、“外”、“前端”、“后端”、“頭部”、“尾部”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。
[0038]在本實用新型的描述中，還需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可視具體情況理解上述術(shù)語在本實用新型中的具體含義。
[0039]如圖1所示，本實施例提供的負(fù)水頭灌溉施肥系統(tǒng)包括水源1、肥液控制裝置和負(fù)水頭裝置；其中:水源I用于為肥液箱3提供清水；肥液控制裝置包括肥液箱3、顯示屏11、傳感器9和沖浪泵10 ;肥液箱3與水源I連通，肥液箱3的形狀并不局限于某種特定形式，例如:其橫截面可為方形或圓形、體積大小也可根據(jù)實際需要靈活調(diào)整；顯示屏11設(shè)置于肥液箱3外，顯示屏11可為LED液晶顯示屏，用于實時顯示檢測數(shù)值；傳感器9和沖浪泵10分別設(shè)置于肥液箱3內(nèi)，沖浪泵10與傳感器9分別與電源2連接；傳感器9可為EC傳感器，用于檢測肥液濃度并反饋至顯示屏11上；沖浪泵10用于擾動肥液，從而實現(xiàn)較快地獲得濃度均勻一致的肥液。
[0040]該負(fù)水頭裝置包括儲液桶4、控壓管21、集氣瓶5和多個與集氣瓶5連通的陶瓷盤6，儲液桶4與肥液箱3連通，集氣瓶5通過控壓管21與儲液桶4連通；通過調(diào)整控壓管21的高度可實現(xiàn)控制供液吸力。多個陶瓷盤6均埋設(shè)于待處理的苗床土層中。該系統(tǒng)可根據(jù)作物生育期的變化供應(yīng)不同濃度的肥液，滿足作物生長發(fā)育對水分和養(yǎng)分的一體化需求。不需要