[发明专利]用于植物根系渗灌与土体排水的系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于植物根系渗灌与土体排水的系统。

背景技术

现有的植物浇水灌溉多采用地表浇水方式，水流从地表渗于植物根部，使植物根部补充道水分，完成所需水分补充。虽然近年来不断革新灌溉技术，采用喷灌、滴灌等各种植物灌溉浇水方式，具体如图1、2所示，但其浇水灌溉方式均为地表浇灌。

然而地表浇水方式存在以下缺陷：

1、喷灌、滴灌浇水面积大，用水量大；

2、由于地表浇水水流不断迅速下渗而产生地表径流、大量地表水流损失耗废；

3、地表浇水灌溉造成大量的水分蒸发散尽，不能达到节水、节时效果；

4、由于表土结实，地表浇水灌溉方式使水流下渗缓慢，严重时水流无法下渗至植物根部，造成根部无法吸收到水分，植物不能正常生长；

5、植物所需营养液、液态肥以地表浇注灌溉的方式同样存在大量流失、蒸发散尽的缺陷；

6、现有的植物浇灌水方式土壤过饱和后多余的水流不能达到有效的收集排出和循环使用，而且多余水流浸泡植物根系又不能排出，将导致植物烂根，生长不良，甚至至植株死亡；

7、喷灌和滴灌方式均在地表面进行，由于光合反应和日晒雨淋，冷热温度变化影响，会使喷孔、滴孔生长青苔或结苔而堵塞喷头和滴灌出水孔，造成浇水装置堵塞失效或浇灌装置老化损坏。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于植物根系渗灌与土体排水的系统，解决现有灌溉方式浪费水资源，灌溉效果不佳的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种用于植物根系渗灌与土体排水的系统，包括集水管，以及设置于集水管上用于将水分导入或导出集水管的排水带；所述集水管两端还分别设有进水阀和排水控制阀；所述排水带为带状构件或板状构件，且其至少一面设有用于引流的槽沟；所述排水带位于地表下。

进一步地，所述排水带至少一面具有多道沿带宽方向间隔排列且沿带长方向全长延伸的小口径集排水槽沟，该槽沟通达外气的槽口形成小于槽沟孔径且能产生毛细作用的细窄缝隙。

另外，本发明还包括与集水管一端连通的灌溉水蓄水池；所述灌溉水蓄水池与集水管相连的一端为设有进水阀的一端。

进一步地，所述灌溉水蓄水池与进水阀之间还设有与二者连通的水压控制调节池。

此外，本发明还包括与集水管另一端连通的水流收集池；所述水流收集池与集水管相连的一端为设有排水控制阀的一端。

再进一步地，所述灌溉水蓄水池与水流收集池之间还设有与二者均连通的循环水输送管，该循环水输送管上还设有抽水泵。

更进一步地，所述灌溉水蓄水池与水压控制调节池之间还设有水质过滤器。

作为一种优选，所述水质过滤器与水压控制调节池之间还设有水流控制阀。

为了使土体和植物根系透气通透，所述集水管上还设有一端与其连通、另一端位于地表上的垂直透气管。

另外，所述集水管上还设有与其连通的营养液、液态农药补给贮罐。

本发明植物根系渗灌的基本原理为：当向集水管内充满水或营养液、液态农药后，集水管内的水将被安装于集水管上的排水带收集于排水带表面所开槽沟内并导出集水管外通过水流自流和集水管与土体之间渗透压力以及土壤、植物根系的毛细力将水流导入土体内，从而使植物根系和土壤达到水分补给，完成植物根系渗灌目的。由于植物渗灌方式是直接将水分和营养液、液态农药渗灌在植物根部或根部范围土体内，其特点是避免了传统的表土浇水方式所存在的地表径流耗水，水分蒸发、水流下渗缓慢、灌溉面积大、用水量大、浇灌耗时长等缺陷。节约灌溉用水70%以上，节水、节能。

本发明排水的基本原理：当大气降雨或土体中存在大量水流，土壤处于过饱和状况时，植物根系因周围充满水浸泡造成植物根系产生缺氧、烂根病害发生。此时需排除根系周围多余水流，确保植物根系周围土壤为饱和状态，利于植物良好生长，具体步骤是停止向集水管内注水，而是利用排水带将土壤中的过饱和水流吸入排水带表面所开毛细槽沟内并导入集水管内，通过集水管排出多余的水。

本发明植物根系、土体透气功能的工作原理：当停止渗灌时，为了使土体和植物根系间有一定的孔隙率透气通透，开启排水控制阀，关闭水流控制阀。此时由于集水管上垂直安装有透气管，因土体上下层气压存在压力差的物理现象，外部空气由出水孔进入集水管，土体与排水带表面所开槽孔与集水管互通，形成了外气与土体、植物根系相通对流、循环、通气的进出通道，完成系统的透气功能。