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(shí)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)。
[0041]為了能夠?qū)崿F(xiàn)大面積的推廣，該負(fù)水頭灌溉施肥系統(tǒng)還包括第一供液主路15、第二供液主路23和供液支路24，第一供液主路15的一端與肥液箱3連通，另一端與多個(gè)儲(chǔ)液桶4連接。根據(jù)苗床面積可靈活布置儲(chǔ)液桶4，例如，可連接兩個(gè)儲(chǔ)液桶4。而且，每一套控壓裝置的后面均對(duì)應(yīng)一個(gè)第二供液主路23，其中，第二供液主路23的一端與集氣瓶5連接，另一端連接有用于鋪設(shè)在苗床的供液支路24。
[0042]具體的，針對(duì)日光溫室茄果類栽培作物25而言，一條供液支路23可為兩行栽培作物25供液。同時(shí)，多個(gè)陶瓷盤6分別沿供液支路24的長度方向間隔設(shè)置，并垂直埋入土壤中，使陶瓷盤6兩側(cè)均可應(yīng)用于栽培作物25。
[0043]而且，第一供液主路15上還依次設(shè)有第二閥門13、過濾器14和第三閥門17 ;第二閥門13位于靠近肥液箱3的一端；第二供液主路23上設(shè)有第五閥門22，第五閥門22位于靠近集氣瓶5的一端。通過設(shè)置的各個(gè)閥門可有效實(shí)現(xiàn)對(duì)管路的控制。
[0044]進(jìn)一步的，供液支路23呈0.2% -1%傾斜度布置，與集氣瓶5相連的一端高于另一端，從而方便肥液流出。
[0045]其中，陶瓷盤6的形狀優(yōu)選為圓形，在陶瓷盤6上設(shè)有多孔。當(dāng)陶瓷盤6上的小孔被水充滿后，在孔隙中可形成一層水膜，達(dá)到透水不透氣的作用。優(yōu)選地，陶瓷盤的直徑為20cm，下埋的土壤深度為30cm，其上覆土 10cm，布置間距25_40cm。
[0046]此外，為了實(shí)現(xiàn)肥液的自動(dòng)輸送，將肥液箱3內(nèi)的最低液位設(shè)置為高于儲(chǔ)液桶4的最高液位，依靠重力作用就可實(shí)現(xiàn)肥液箱3為儲(chǔ)液桶4自動(dòng)供液的作用。
[0047]具體的，肥液箱3的下方設(shè)有底座7，肥液箱3上設(shè)有箱蓋8，在肥液箱3的底部設(shè)有用于排出廢液的第一閥門12。與之對(duì)應(yīng)，儲(chǔ)液桶4置于半地下，儲(chǔ)液桶4上方設(shè)有桶蓋18，而且在儲(chǔ)液桶4內(nèi)設(shè)有浮球閥16，用于控制儲(chǔ)液桶4內(nèi)的液位變化。
[0048]而且，控壓管21的一端伸入至儲(chǔ)液桶4的底部，另一端連接于集氣瓶5底部側(cè)壁，控壓管21可由透明材料制成，可為PVC透明管、有機(jī)玻璃管或透明軟管。當(dāng)然，集氣瓶5的下方也可通過支撐座19固定，并在集氣瓶5的頂部設(shè)有第四閥門20。
[0049]本實(shí)用新型還提供一種根據(jù)負(fù)水頭灌溉施肥系統(tǒng)的控制方法，其包括如下步驟:
[0050]S1、根據(jù)作物對(duì)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)；可溶性肥料可為含有氮、磷、鉀等營養(yǎng)元素且溶解性較好的肥料，例如:尿素、硫酸鉀、磷酸二氫銨等工業(yè)制品，也可以為營養(yǎng)液大量元素配方的化學(xué)純?cè)噭?如硝酸鉀、四水硝酸鈣、磷酸二氫銨等)或市場(chǎng)上常用的可溶性復(fù)合肥?？蓪⑴浔群玫姆柿舷热苡谒?，形成高濃度肥液，然后把高濃度肥液添加至肥液箱內(nèi)。
[0051]S2、利用傳感器檢測(cè)肥液的濃度并反饋至顯示屏上，根據(jù)顯示屏上的反饋信息調(diào)節(jié)肥液濃度至預(yù)設(shè)濃度；其中，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。按照栽培作物生育期的變化，通過調(diào)節(jié)所述肥液箱內(nèi)溶液的EC值(可溶性離子濃度)實(shí)現(xiàn)對(duì)肥液濃度的控制。
[0052]S3、將調(diào)節(jié)濃度后的肥液依次輸入至儲(chǔ)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，即，負(fù)壓入滲原理，從而供作物生長需求。
[0053]具體的，以日光溫室番茄為例說明肥液控制方法:日光溫室番茄生長的負(fù)水頭供水吸力值為5kpa，選用尿素(N，46.7% )、磷酸二氫銨(N:P = 1:2.2)、硫酸鉀(K2O, 54% )等可溶性較好的肥料作為生產(chǎn)中常施用的N、P、K肥。N、P、K肥的施用比例及肥液濃度控制根據(jù)番茄生育期的變化進(jìn)行調(diào)配，其中番茄苗期的N:P:K為1:0.44:1.44，EC值按1.0mS/cm調(diào)配；番茄開花結(jié)果期的N:P:K為1:0.26:1.65，EC值按1.8mS/cm調(diào)配；番茄盛果期的N:P:K 為 I:0.32:1.63，EC 值按 2.5mS/cm 調(diào)配。
[0054]為驗(yàn)證上述負(fù)水頭灌溉施肥系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用效果，分別設(shè)置負(fù)水頭灌溉施肥處理與常規(guī)施肥處理(對(duì)照組)。兩種處理所用的肥料相同，但對(duì)照處理以負(fù)水頭裝置供水(供水吸力相同)、以基肥和追肥的形式進(jìn)行施肥，其中基肥用量占肥料總用量的40%左右，其余肥料按番茄生育期的變化進(jìn)行追施。
[0055]試驗(yàn)結(jié)果表明，如圖2所示，負(fù)水頭灌溉施肥系統(tǒng)下的番茄產(chǎn)量為71595.3kg/hm2，與對(duì)照處理相比，番茄產(chǎn)量提高了 10.4%;如圖3、圖4所示，負(fù)水頭灌溉施肥系統(tǒng)下番茄果實(shí)中的可溶性糖和可溶性蛋白質(zhì)含量也分別比對(duì)照處理提高了 1.5%和6.6% ;如圖5、圖6所示，從番茄的水肥生產(chǎn)效率的角度分析，負(fù)水頭灌溉施肥系統(tǒng)下的番茄水分生產(chǎn)效率為29.6kg/m3，肥料生產(chǎn)效率為71.0kg/kg，分別比對(duì)照處理提高了 3.3%和4.8%?？梢?，利用該負(fù)水頭灌溉施肥系統(tǒng)可獲得較高的番茄產(chǎn)量，同時(shí)在改善果實(shí)品質(zhì)和提高水肥生產(chǎn)效率等方面均具有很好的效果。
[0056]綜合分析，該負(fù)水頭灌溉施肥系統(tǒng)不用進(jìn)行灌溉施肥時(shí)間以及灌溉量和施肥量的決策，只需根據(jù)作物生育期適時(shí)調(diào)整供給的肥液濃度，即可達(dá)到良好的生產(chǎn)效果，是設(shè)施農(nóng)業(yè)蔬菜生產(chǎn)中值得推廣應(yīng)用的一種灌溉施肥新模式。
[0057]本實(shí)用新型的實(shí)施例是為了示例和描述起見而給出的，而并不是無遺漏的或者將本實(shí)用新型限于所公開的形式。很多修改和變化對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言是顯而易見的。選擇和描述實(shí)施例是為了更好說明本實(shí)用新型的原理和實(shí)際應(yīng)用，并且使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠理解本實(shí)用新型從而設(shè)計(jì)適于特定用途的帶有各種修改的各種實(shí)施例。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種負(fù)水頭灌溉施肥系統(tǒng)，其特征在于，包括: 水源⑴； 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)，所述肥液箱(3)與水源⑴連通，所述顯示屏(11)設(shè)置于肥液箱(3)外，所述傳感器(9)和沖浪泵(10)分別設(shè)置于肥液箱(3)內(nèi)，所述傳感器(9)用于檢測(cè)肥液濃度并反饋至顯示屏(11)上； 負(fù)水頭裝置，包括儲(chǔ)液桶(4)、控壓管(21)、集氣瓶(5)和多個(gè)陶瓷盤(6);所述儲(chǔ)液桶(4)與肥液箱(3)連通；所述控壓管(21)的一端與儲(chǔ)液桶(4)連接，另一端與集氣瓶(5)連接；所述集氣瓶(5)與多個(gè)陶瓷盤(6)連通，多個(gè)陶瓷盤(6)均埋設(shè)于待處理的苗床土層中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的負(fù)水頭灌溉施肥系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 第一供液主路(15)，所述第一供液主路(15)的一端與肥液箱(3)連通，另一端與多個(gè)儲(chǔ)液桶⑷連接； 第二供液主路(23)，所述第二供液主路(23)的一端與集氣瓶(5)連接，另一端連接有用于鋪設(shè)在苗床的供液支路(24)，多個(gè)所述陶瓷盤(6)分別沿所述供液支路(24)的長度方向間隔設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的負(fù)水頭灌溉施肥系統(tǒng)，其特征在于，所述第一供液主路(15)上依次設(shè)有第二閥門(13)、過濾器(14)和第三閥門(17);所述第二閥門(13)位于靠近肥液箱(3)的一端；所述第二供液主路(23)上設(shè)有第五閥門(22)，所述第五閥門(22)位于靠近集氣瓶(5)的一端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的負(fù)水頭灌溉施肥系統(tǒng)，其特征在于，所述肥液箱(3)內(nèi)的最低液位高于所述儲(chǔ)液桶(4)的最高液位。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的負(fù)水頭灌溉施肥系統(tǒng)，其特征在于，所述肥液箱(3)的下方設(shè)有底座(7)，在肥液箱(3)的底部設(shè)有第一閥門(12)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的負(fù)水頭灌溉施肥系統(tǒng)，其特征在于，所述控壓管(21)的一端伸入至儲(chǔ)液桶⑷的底部，另一端連接于集氣瓶(5)底部側(cè)壁；所述儲(chǔ)液桶⑷內(nèi)設(shè)有浮球閥(16);所述集氣瓶(5)的頂部設(shè)有第四閥門(20)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的負(fù)水頭灌溉施肥系統(tǒng)，其特征在于，所述控壓管(21)由透明材料制成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的負(fù)水頭灌溉施肥系統(tǒng)，其特征在于，所述陶瓷盤(6)的形狀為圓形，在陶瓷盤(6)上設(shè)有多孔。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種負(fù)水頭灌溉施肥系統(tǒng)。該負(fù)水頭灌溉施肥系統(tǒng)包括水源、肥液控制裝置、負(fù)水頭裝置；所述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)；所述負(fù)水頭裝置包括儲(chǔ)液桶、控壓管、集氣瓶和多個(gè)陶瓷盤；所述儲(chǔ)液桶與肥液箱連通；所述控壓管的一端與儲(chǔ)液桶連接，另一端與集氣瓶連接；所述集氣瓶與多個(gè)陶瓷盤連通。該負(fù)水頭灌溉施肥系統(tǒng)能夠同時(shí)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，滿足作物生長發(fā)育對(duì)水分和養(yǎng)分的一體化需求，從而實(shí)現(xiàn)作物的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)。
【IPC分類】A01C23-04
【公開號(hào)】CN204539830
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520049881
【發(fā)明人】李銀坤, 郭文忠, 王利春, 徐凡, 李友麗, 孫維拓, 陳曉麗
【申請(qǐng)人】北京農(nóng)業(yè)智能裝備技術(shù)研究中心
【公開日】2015年8月12日
【申請(qǐng)日】2015年1月23日