能適應脅迫的灌溉與加肥灌溉制造技術

本發(fā)明專利技術的實施方式針對一種地下灌溉系統(tǒng)，該地下灌溉系統(tǒng)構造為以植物響應模式操作，并進一步構造為響應于植物脅迫而做出特定適應。脅迫適應可以包括例如選擇性地增加灌溉流體的源壓力、加熱或冷卻灌溉流體和/或將肥料和/或非肥料改良劑注入到灌溉流體中。或非肥料改良劑注入到灌溉流體中。或非肥料改良劑注入到灌溉流體中。

【技術實現步驟摘要】
能適應脅迫的灌溉與加肥灌溉
[0001]本申請是名稱為“能適應脅迫的灌溉與加肥灌溉”、國際申請日為2020年7月16日、國際申請?zhí)枮镻CT/US2020/042282、國家申請?zhí)枮?02080045370.0的專利技術專利申請的分案申請。


[0002]本專利技術總體上涉及植物灌溉。更具體地，但不作為限制，本專利技術的實施方式提供了用于能適應脅迫的灌溉與加肥灌溉的系統(tǒng)和方法。

技術介紹

[0003]已知用于植物灌溉與加肥灌溉的多種系統(tǒng)和方法。灌溉是指受控制的輸送水；加肥灌溉一般意味著將肥料或其他改良劑注入到灌溉系統(tǒng)中。本文所使用的“灌溉”可以包括加肥灌溉。
[0004]已知多種脅迫條件會損害植物并減少作物產量。許多灌溉系統(tǒng)和方法未能充分補償這樣的脅迫。此外，僅響應所感知的脅迫而改變灌溉計劃的已知方法，例如通過增加地上噴灑系統(tǒng)中的灌溉持續(xù)時間，在地下滴灌(SDI)系統(tǒng)中通常并非是有效的。需要經過改進的能適應脅迫的灌溉系統(tǒng)和方法。

技術實現思路

[0005]本專利技術的實施方式涉及一種地下灌溉系統(tǒng)，該地下灌溉系統(tǒng)構造為以植物響應模式操作，并且進一步構造為響應于植物脅迫而做出特定的適應。脅迫適應可以包括例如選擇性地增加灌溉流體的源壓力、加熱或冷卻灌溉流體、和/或將肥料和/或非肥料改良劑注入到灌溉流體中。下面將描述替代實施方式及其優(yōu)點。
附圖說明
[0006]圖1是根據本專利技術的一個實施方式的灌溉方法的流程圖；
[0007]圖2是根據本專利技術的一個實施方式的以橫截面示出的輸送管的組裝圖；
[0008]圖3A是根據本專利技術的一個實施方式的以橫截面示出的輸送管的組裝圖；
[0009]圖3B是根據本專利技術的一個實施方式的以橫截面示出的輸送管的組裝圖；
[0010]圖4是根據本專利技術的一個實施方式的灌溉系統(tǒng)的示意圖；
[0011]圖5是根據本專利技術的一個實施方式的灌溉系統(tǒng)的示意圖；
[0012]圖6是根據本專利技術的一個實施方式的灌溉系統(tǒng)的示意圖；
[0013]圖7是圖5所示的儲液器的示意圖；
[0014]圖8是圖6所示的儲液器的示意圖；
[0015]圖9A和圖9B是根據本專利技術的一個實施方式的使用圖5和圖6所示系統(tǒng)的方法的流程圖；和
[0016]圖10A和圖10B是根據本專利技術的一個實施方式的使用圖5和圖6所示系統(tǒng)的方法的
流程圖。
具體實施方式
[0017]下面參照附圖描述本專利技術的實施方式。這樣的實施方式是說明性的而非限制性的。附圖不是按比例繪制的。為了清楚起見，附圖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]以下各章節(jié)從回顧一些環(huán)境因素開始，力圖可以對這些環(huán)境因素進行監(jiān)測以評估環(huán)境脅迫。下面的描述從對植物脅迫的概述開始。然后，本文件描述了灌溉方法(參照圖1)、示例性微孔灌溉管路(參照圖2、3A和3B)、示例性灌溉系統(tǒng)(參照圖4
?
8)和使用這樣的系統(tǒng)的方法(參照圖9A、9B、10A和10B)。
[0019]為了便于組織，在下面使用章節(jié)標題。對任何要求保護的特征的描述不一定限于本說明書的任何章節(jié)。
[0020]植物脅迫
[0021]植物脅迫因子由非理想的生長條件引起，該非理想的生長條件增加了植物需求。非生物脅迫因子(環(huán)境脅迫因子)是自然發(fā)生的無生命性因素，諸如：強烈的陽光、強風、極端溫度(熱或冷)、干旱、洪水、除草劑、殺蟲劑以及惡劣的土壤條件，例如，鹽度、酸度、缺乏營養(yǎng)素(宏觀和微觀)和重金屬。較不為人知的非生物脅迫因子通常以較小規(guī)模發(fā)生。它們包括：差的土壤條件，如巖石含量和pH值水平、高輻射、壓實以及污染。這些脅迫因子中的任一者都會對植物發(fā)育和作物生產率產生負面影響。非生物脅迫被認為是影響作物生長和生產率的最有害因素。非生物脅迫因子在他們以非生物脅迫因素(諸如干旱、沙漠氣候)的組合方式一起發(fā)生時最有害。
[0022]生物脅迫因子包括諸如真菌、細菌、昆蟲和雜草之類的生物干擾。病毒也會對植物造成生物脅迫。真菌在植物中引起的疾病比任何其他生物脅迫因素都多。微生物會導致植物枯萎、葉斑、根腐病或種子損傷。昆蟲會對植物造成嚴重的物理損害。昆蟲還會將病毒和細菌從受感染的植物傳播到健康的植物。雜草通過爭奪空間和養(yǎng)分而抑制了所想要的植物的生長。
[0023]植物對抗非生物和生物脅迫的第一道防線在其根部。如果種植植物的土壤響應于植物的需求提供了足夠的水和養(yǎng)分，并且在其他方面是健康的和生物多樣性的，那么植物將更有可能在地面上的脅迫條件下生存下來。本專利技術的實施方式監(jiān)測植物脅迫因子并在根圍提供適當的干預以最小化各種植物脅迫因子。
[0024]示例性灌溉方法
[0025]圖1是根據本專利技術的一個實施方式的灌溉方法的流程圖。如其中所示，該過程在步驟105開始，以根響應模式經由以親水聚合物處理的微孔管路進行地下灌溉，該根響應模式的特征在于相對低的供應壓力(對管路)和封閉端部型流體路徑。這種灌溉模式非常節(jié)水，是植物不受脅迫時的優(yōu)選灌溉模式。
[0026]然后，該過程在步驟110中確定植物脅迫條件。步驟110可以例如通過將傳感器數據與預定閾值進行比較、通過目視檢查和/或通過進行植物組織或土壤分析來執(zhí)行。例如，可以將來自環(huán)境溫度傳感器和/或地面溫度傳感器的讀數與預定閾值進行比較以確定存在升高的溫度條件。同樣，可以將來自風速計的風速數據與預定閾值進行比較。優(yōu)選地隨著時
間的推移整合溫度和風的數據，以更精確地模擬蒸騰效應。作為步驟110的進一步示例，目視檢查(無論是由人員、本地成像傳感器或高架設備執(zhí)行或輔助)可以揭示葉子變色、植物枯萎、倒伏(莖或根移位)、疾病、害蟲侵擾、雜草的存在、或者其他存在或出現植物脅迫因子的證據。來自地下鹽度傳感器的數據可以與給定植物類型的已知鹽耐受水平進行比較。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]在步驟115中，該過程基于植物脅迫條件選擇系統(tǒng)提供的處理，該系統(tǒng)提供的處理包括相對高的供應壓力以及再循環(huán)流體路徑。例如，在與溫度相關的脅迫的情況下，所選擇的系統(tǒng)提供的處理可以包括冷卻或加熱灌溉流體，并且還可以包括向灌溉流體添加表面活性劑。對于未伴隨極端溫度的風脅迫，該過程可以只選擇相對較高的供應壓力和再循環(huán)路徑。當在步驟110中確定植物脅迫條件是土壤條件和/或礦物質不平衡時，該過程可以選擇農業(yè)化學添加劑來改良灌溉流體以在步驟115中校正土壤缺陷或問題。同樣，當確定存在生物脅迫因子的情況下，該過程可以例如從一種或多種生物改良劑、根/土壤活化劑、有機添加劑或殺蟲劑中進行選擇。
[0028]相對高的供應壓力(在所有處理情況下是優(yōu)選的)和表面活性劑(當添加時)將傾向于增加灌溉流體從管路到根部的排放速率。再循環(huán)路徑(也在所有處理情況下是優(yōu)選的)將有助于沿著地下管路的功能性長度更均勻地(在溫度和改良劑濃度方面)輸送灌溉流體。
[0029]該過程在步驟120中執(zhí)行(上述)系統(tǒng)提供的處理，并在步本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種灌溉系統(tǒng)，包括：加壓水源；地下微孔灌溉管路，所述灌溉系統(tǒng)構造為使所述加壓水源經由第一路徑、第二路徑或第三路徑選擇性地聯(lián)接到所述地下微孔灌溉管路的總管；所述第一路徑包括設置在所述加壓水源和所述地下微孔灌溉管路之間的第一壓力調節(jié)器，所述第一壓力調節(jié)器構造為向所述總管輸出相對低的流體壓力；所述第二路徑包括至少一個注入裝置和設置在所述加壓水源與所述地下微孔灌溉管路之間的第二壓力調節(jié)器，所述至少一個注入裝置中的每一個注入裝置均構造為將一種改良劑注入到所述第二路徑中，所述至少一個注入裝置的輸出端聯(lián)接到所述第二壓力調節(jié)器的輸入端，所述第二壓力調節(jié)器構造為向所述總管輸出相對高的流體壓力，所述相對高的流體壓力高于所述相對低的流體壓力；所述第三路徑包括旁通閥，所述旁通閥將所述加壓水源聯(lián)接到所述第二壓力調節(jié)器的輸入端并旁通所述至少一個注入裝置；再循環(huán)閥，所述再循環(huán)閥聯(lián)接到所述地下微孔灌溉管路的底部和所述第二壓力調節(jié)器的輸入端；和再循環(huán)泵，所述再循環(huán)泵聯(lián)接在所述再循環(huán)閥與所述第二壓力調節(jié)器之間。2.如權利要求1所述的灌溉系統(tǒng)，還包括設置在所述第二路徑中并且聯(lián)接在所述至少一個注入裝置的輸出端與所述第二壓力調節(jié)器的輸入端之間的儲液器。3.一種使用如權利要求1所述的灌溉系統(tǒng)的方法，包括以下步驟：a)經由所述第一壓力調節(jié)器在所述相對低的流體壓力下將流體從所述加壓水源供應到所述地下微孔灌溉管路，通過所述地下微孔灌溉管路的流體路徑終止于所述再循環(huán)閥；b)確定植物脅迫條件并基于所述植物脅迫條件選擇至少一種改良劑；c)將流體從所述加壓水源轉送到至少一個注入裝置而不是所述第一壓力調節(jié)器，所述至少一個注入裝置中的每一個注入裝置與所述至少一種改良劑中的對應一種改良劑相關聯(lián)；d)使用所述至少一個注入裝置分別注入所述至少一種改良劑，結合所述至少一個注入裝置的輸出以產生改良的灌溉流體；e)經由所述第二壓力調節(jié)器在所述相對高的流體壓力下將改良的灌溉流體輸出到所述地下微孔灌溉管路；和f)打開所述再循環(huán)閥并啟動所述再循環(huán)泵，通過所述地下微孔灌溉管路的所述流體路徑通過該打開和啟動而轉換成再循環(huán)路徑，所述再循環(huán)路徑將所述...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：D，
申請(專利權)人：靈敏滴灌有限責任公司，
類型：發(fā)明
國別省市：