[发明专利]一种温室作物理想调控灌溉系统及灌溉方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种灌溉系统及方法，特别是关于一种能够根据不同作物类型、不同作物生长阶段对水分的需求来进行灌溉的温室作物理想调控灌溉系统及灌溉方法。

背景技术

对于作物生长而言，均存在最优的土壤水分阈值，而不同作物在不同生育期的最优阈值会明显不同，但目前的灌溉系统并不能使作物根区的土壤水分达到目标控制阈值。而且，作物在生长过程中能够从根部实际吸收到的水分是很少的，但其却是在持续不断地吸收水分，因此需要持续不断地供给水分，这才是真正的有效供水。土壤本身有很强的储水能力，自然界正是利用土壤中储蓄的水分为植物提供有效供水，然而，由于土壤有很强的渗漏及蒸发能力，为了维持植物生长所需的有效供水，往往需要成千上万倍地为土壤提供储蓄水。

传统灌溉方式就是最大限度地利用了土壤的蓄水功能，采用大水漫灌的方式为土壤蓄足水分，以后相当长的一段时间都要靠土壤中的储蓄水来维持植物生长，同时土壤中的储蓄水绝大部分会被蒸发和渗漏掉，水资源的浪费极其严重。目前，滴灌的方式能够有效地节约水资源，而且国内外滴灌的发展水平也越来越高，但由于滴灌的灌水器最小出水速度都在每小时2升以上，远远大于植物的实际需水速度，水分利用效率不高，水资源的浪费虽较其他灌溉方式有所缓解，但依然会有不少的浪费。此外，滴灌的动力驱动系统较为复杂，且滴管容易发生堵塞，使得滴灌系统的运行费用较高，长期使用起来不够经济节约。

土壤是一种多孔介质，其本身就存在一定的吸力。当土壤中含水率降低时，土壤基质势降低，使得土壤对水的吸附能力增强；当土壤中含水率增加时，土壤基质势也随之增高，使得土壤对水的吸附能力降低，渗漏速率减少，逐渐达到一个平衡，从而有效地节约水资源。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种节水效果好，且能够有效地保障作物根区土壤水分处于最优控制阈值，确保灌水器出流速度和土壤水势需求相平衡的温室作物理想调控灌溉系统及灌溉方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种温室作物理想调控灌溉系统，其特征在于：它包括支架，蓄水装置、灌溉管网、水头升降装置和控制器；所述支架包括四根下支柱和四根上支柱，相对设置的一对所述上、下支柱通过拔插杆和圆孔连接成一体；所述蓄水装置包括固定在所述支架顶端的一水箱，所述水箱内设置有一监测水位高度的传感器，所述水箱的一侧通过一进水阀连接输水总管，另一侧通过一滤网和一出水阀连接一软管；所述灌溉管网包括一与所述软管连通的支管，所述支管上间隔设置有若干毛管，各所述毛管的末端共同连接一排气管，所述排气管的两端垂直伸出地面；在每一所述毛管上间隔设置有若干灌水器，每一所述灌水器包括一连接管，每一所述连接管的上部与所述毛管内部连通，每一所述连接管的下部通过内螺纹连接一灌水管，所述灌水管内设置有若干毛细管束；所述灌水器下方的土壤中设置有湿度传感器；所述水头升降装置包括一端固定的一绳索，所述绳索通过一滑轮组和水箱拉绳与所述水箱连接；所述控制器分别与所述水位传感器、进水阀和湿度传感器电连接。

所述灌水管与所述连接管的连接处设置有通过垫片固定的滤膜。

所述支管与所述软管通过一干管连通，所述干管上设置有监测水压的压力表。

伸出地面的所述排气管两端分别设置有一排气阀。

所述滑轮组包括一设置在所述绳索上的一动滑轮，所述动滑轮通过所述水箱拉绳连接一吊射在温室铁架上的定滑轮，所述水箱拉绳另一端连接所述水箱。

所述毛细管束的下端比所述灌水管下端长1.5～2.5mm。

上述一种温室作物理想调控灌溉系统的灌溉方法，其包括以下步骤：1）根据作物的需水量进行土壤水动力学计算以及灌溉管网水力学计算，确定出水源水头高度与毛细管束长度的平衡公式；