溫室爬蔓作物有芯微管灌溉系統技術方案

本發明專利技術屬于灌溉技術領域，涉及一種溫室爬蔓作物有芯微管灌溉系統，主要由總水源進水管、總水源閥門、過濾器、電磁閥、干管、軟管、轉換接頭、支管支撐架、支管、應力計、有芯微管灌水器、土壤水分傳感器和控制器構成。本發明專利技術采用有芯微管作為從支管向作物根部輸水的灌水器，來自水源的灌溉用水經過過濾器的過濾后流入干管在流到各支管由支管出水口進入有芯微管灌水器，進入有芯微管的水在重力、毛細管力和芯層虹吸力的共同作用下均勻向下輸水以對作物進行灌溉；在控制器的控制下，在整個作物生長周期實現智能自動灌溉；對于溫室爬蔓作物，有芯微管代替爬蔓繩，無需再搭建爬蔓繩。本發明專利技術特別適用于溫室爬蔓作物的節水灌溉。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于灌溉
，特別涉及一種溫室爬蔓作物有芯微管灌溉系統。
技術介紹
我國是個農業大國，也是個嚴重缺水的國家，而且水資源時空分布很不均勻，用水方式也很不合理。我國消耗的淡水資源70%是農業用水，而農業用水中的90%又是灌溉用水。近年來，我國農業產業結構發生了巨大變化，溫室作物只用15%的耕地，安排1.2億人以上勞動力就業，占農民增收30%以上。截至2008年底，我國設施園藝規模達346萬公頃， 2009年度增加設施面積約30萬公頃以上，直接產值超過4000億元。在水資源嚴重緊缺的狀況下，溫室蔬菜生產中，溫室灌溉大水大肥粗放管理的現象仍很普遍，導致溫室種植成本增加，溫室節水灌溉日益受到重視?，F有溫室灌溉方法主要有溝灌、噴灌、滴灌和滲灌等。溝灌和噴灌消耗用水量大， 而且容易增加溫室濕度并導致作物滋生病蟲害，同時土壤地表容易結殼返鹽，破壞土壤結構，影響作物生長、品質及產量。滴灌和滲灌是節水灌溉的有效方法，但滴頭容易堵塞，對水質要求也高，尤其是滴灌液態肥時更容易堵塞，容易導致部分設備報廢，設備投入成本高。 而滲灌最致命的缺陷就是堵塞，水中的雜物在管中沉積，管外的泥沙向管中回流，都可以使滲灌網全線癱瘓，失去灌溉能力，導致管道報廢，增加投入成本，而且每次作物收獲后耕作時需要收集滴灌管或把滲灌管道挖出，種植時再把滴灌管鋪設于地表或將滲灌管道鋪設到地下，費工、費時而且不易維護，限制了該技術的大面積推廣應用。對于溫室中爬蔓的作物， 既要搭建爬蔓繩架又要鋪設灌溉管道，尤其對滲灌來說，一旦管道出現漏水不易發現而且需開挖維修，工作量大，費時、費工?？傊F有溫室的灌溉技術存在以下主要問題1.溫室內土壤水分容易蒸發，大面積澆灌，達不到節水效果，容易生長雜草，且相對濕度過高致使作物容易滋生病蟲害。2.溫室灌溉水由水源經灌溉管道直接進入作物根區，較低的水溫容易降低根系的吸收功能和影響土壤微生物活動，降低作物品質和產量。3.灌溉管道鋪設于地表或埋設于地下，耕作、種植灌溉時需要重復收起和鋪設，費工、費時，管道易損壞。4.傳統的滴頭、滲灌管等微灌灌水器容易發生堵塞，導致設備使用壽命縮短或報廢。5.溫室種植的許多作物屬于爬蔓科作物，需要搭設大量爬蔓繩，費工費時，費材料。因此，需要一種新型的溫室灌溉系統來解決上述的問題。
技術實現思路
本專利技術的目的為，解決
技術介紹
所述問題，提供一種溫室爬蔓作物有芯微管灌溉系統，其特征在于，溫室爬蔓作物有芯微管灌溉系統主要由總水源進水管1、總水源閥門2、 過濾器3、電磁閥4、干管5、軟管6、轉換接頭7、支管支撐架8、支管9、應力計10、有芯微管灌水器11、土壤水分傳感器12和控制器13構成，干管5架設在溫室內，支管支撐架8在干管5的一側架設在溫室中，從總水源進水管1到干管5的一端依次串接總水源閥門2、過濾器3和電磁閥4，干管5的另一端封閉，干管5上有3 120個按等間隔分布的出水口，與干管5的出水口相同數量的支管9在干管5的同一側并與干管5垂直置于支管支撐架8上， 支管9與支管支撐架8滑動連接設定支管9在溫室中的工作位置，支管9的一端封閉，另一端通過轉換接頭7和軟管6與對應的干管5上的出水口連通，每根支管9上有3 50個支管出水口 901，有芯微管灌水器11的上端與支管出水口 901連接，下端置于一株爬蔓作物根部的土壤內，每根支管9對應于溫室中的一垅爬蔓作物，每根支管9有1根有芯微管灌水器 11的上部與支管9之間掛1只應力計10，有芯微管灌水器11上部有少量的彎曲余量與應力計10的下端固接，應力計10的上端掛在支管9上，由應力計10承擔這條有芯微管灌水器11上爬蔓作物的重量，每垅爬蔓作物的土壤中設置1個土壤水分傳感器12，應力計10和土壤水分傳感器12均用電纜分別與控制器13的作物重量輸入端和土壤水分輸入端連接， 控制器13的輸出端與電磁閥4電氣連接；所述有芯微管灌水器11為由外層和芯層構成的圓柱形復合材料有芯微管，有芯微管外層1101為疏水性的加纖維尼龍(PA)材料，有芯微管芯層1102為親水性的膠棉 (PVA)材料維管束，有芯微管灌水器11的上端插入有芯微管連接頭1103內并用粘接劑將有芯微管芯層1102與有芯微管連接頭1103內壁粘接，下端為去除20 50mm外層后散開的掃帚狀或拖把狀的芯層微管束，有芯微管連接頭1103的一端有外螺紋，并在外螺紋部分有三個開口 ；所述有芯微管連接頭1103的材料為聚氯乙烯(PVC)。所述有芯微管灌水器11的上端與支管出水口 901連接為有芯微管連接頭1103的外螺紋與支管出水口 901的內螺紋的螺紋連接，有芯微管連接頭1103與支管出水口 901的螺紋連接擰緊后，有芯微管連接頭1103上三個開口的自鎖緊功能將有芯微管灌水器11與支管出水口 901的連接鎖緊；所述支管9在溫室中的工作位置按地面作物種植垅的要求在支管支撐架8上滑動平移確定；所述有芯微管灌水器11兼作爬蔓作物的爬蔓繩；根據溫室的現場情況，將所述在干管5的一側架設在溫室中的管支撐架8替換為在干管5的一側從溫室橫梁下掛的支管吊繩，將支管9吊掛在溫室；所述控制器13具有通過測量爬蔓作物根部土壤濕度和一株作物整體重量，監測作物整個生長周期、水分消耗及水分需求周期的功能，并通過儲存在控制器內存中的預試驗獲得植株重量與耗水關系擬合曲線，自動控制作物灌溉水量；所述控制器13對電磁閥4的控制電壓為不高于36V的安全電壓?？偹催M水管1是總水源入口，總水源閥門2起到開關總水源的作用，過濾器3起到過濾大顆粒雜質的作用。電磁閥4是受控制器控制起到自動開、斷水源的作用，其工作電壓采用不高于36V的安全電壓以保障安全。溫室爬蔓作物有芯微管灌溉系統工作時，人工開啟總水源閥門2，控制器13按作物生長要求開啟電磁閥4并調節干管5中是的流量，來自水源的灌溉用水經過過濾器3的過濾后流入干管5在流到各支管9由支管出水口進入有芯微管灌水器11，進入有芯微管的水在重力、毛細管力和芯層虹吸力的共同作用下均勻向下輸水以對作物進行灌溉。水在重力、毛細管力和芯層虹吸力的共同作用下，只需低壓供水， 節省能耗。芯層具有過濾作用，能夠過濾細小顆粒雜質等，不需要專用過濾器，節省了成本。 有芯微管末端掃帚狀或拖把狀的微管束，能夠增大對土壤灌溉濕潤能力并有效防止土壤等外物堵塞有芯微管，即使微管末端直接埋入土壤作物根部灌溉時，也不會造成微管堵塞，抗破壞性和重復利用性強。芯層同時具有消能作用，避免壓力不均導致輸水不均，使灌溉水輸送均勻，灌水均勻度較高。有芯微管外層為白色且外層含有抗老化、抗氧化成分，不遮擋光線，使用壽命長。有芯微管具有較強的抗拉強度，能夠承受較大的拉力，對于爬蔓作物，有芯微管灌水器可以直接代替爬蔓繩使用。控制器13由單片機等電子元器件及內置程序構成，能夠實現人機對話的信息設定、信息儲存和智能自動控制。灌溉系統中干管、支管、有芯微管等由支撐架或吊繩架設在溫室的空中，管道中的灌溉水能夠吸收太陽光能量，同時受溫室高溫氣流輻射對流作用，管道中水能夠被預熱提高溫度，避免了較低溫度的灌溉水源由經灌溉管道直接進入作物根區降低根系的吸收功能和影響土壤微生物活動，提高作物水分吸收率和土壤微生物活動能力，提高作物品質質量及產量。本專利技術能夠減少水分揮發，不本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：侯書林，杜太生，康紹忠，馬世榜，劉英超，
申請(專利權)人：中國農業大學，
類型：發明
國別省市：