[实用新型]一种负水头灌溉施肥系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及农业灌溉技术领域，尤其涉及一种负水头灌溉施肥系统。

背景技术

近年来，我国设施园艺产业发展迅速，2011年设施园艺面积已超过400万平方千米，居世界前列。蔬菜是设施园艺中的主要栽培作物，其面积可占设施园艺栽培面积的90％。合理的水肥管理是蔬菜健康生长和优质高产的重要保证，而我国传统的施肥方式是将肥料用量的40％作为基肥施入土壤，剩余肥料在蔬菜主要生育期内以追肥的形式施用。由于水肥不同步，肥料一次性投入量高，灌水量大且频繁，是造成水肥利用效率低、土壤盐渍化、地下水污染等问题的主要原因。可见，过量灌溉和不合理施肥加剧了资源浪费和环境风险的增加，成为制约设施蔬菜可持续发展的瓶颈。

水肥一体化是将灌溉和施肥相结合，在灌溉的同时进行施肥，实现水、肥的一体化管理，是国际上公认的一项高效节水节肥农业新技术。现有的灌溉施肥装备主要是借助压力系统将溶于水的肥液与灌溉水混合，然后通过可控管道和滴灌系统，均匀、定时、定量地输送到作物根系土壤。但该装备系统必须依据可靠的灌溉施肥控制策略和精密的传感器件才能达到水肥的精准管理，而我国的主要设施类型是日光温室，具有分布区域广、栽培作物种类复杂和茬口繁多等特点，现有灌溉施肥设备很难满足我国设施蔬菜生产发展的需求，从国外引进的灌溉施肥控制器不仅价格昂贵，而且没有考虑我国特殊的自然、气候、土地资源、农民经济状况等因素，所以难以在国内得到应用与普及。

负水头灌溉技术是基于盘式负压入渗原理，通过将供水压控制为负水头进行灌溉，利用土壤水分基质吸力向土壤供水，从而实现土壤水分的精确和持续控制。现有专利文献(ZL为200510123974.X)公开一种负水头灌溉系统，只是单纯实现了作物栽培过程中的土壤水分管理，不能进行水分和养分的有效协调；此外，专利文献(ZL为201310141504.0)公开了一种基于负水头控水供水的自动灌溉决策系统，只是利用负水头灌溉系统为滴灌系统提供灌溉量的决策，且主要在无土栽培中使用，具有一定局限性；无法同时具有精确、持续地控制土壤含水率，和根际土壤保持适宜、稳定的养分浓度的作用。以上两个专利文献均是基于负水头装置对作物水分进行管理，而要获得作物的高产优质，水分和养分的协调供应尤为重要。

因此，针对以上不足，需要一种能够同时精确供给水分和养分，并可根据作物生育期的变化供应不同浓度的肥液，以满足作物生长发育对水分和养分的一体化需求，从而实现作物优质高产的负水头灌溉施肥系统。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型要解决的技术问题是提供了一种负水头灌溉施肥系统，能够同时精确供给水分和养分，并可根据作物生育期的变化供应不同浓度的肥液，以满足作物生长发育对水分和养分的一体化需求，从而实现作物的优质高产。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供的负水头灌溉施肥系统包括：

水源；

肥液控制装置，包括肥液箱、显示屏、传感器和冲浪泵，所述肥液箱与水源连通，所述显示屏设置于肥液箱外，所述传感器和冲浪泵分别设置于肥液箱内，所述传感器用于检测肥液浓度并反馈至显示屏上；

负水头装置，包括储液桶、控压管、集气瓶和多个陶瓷盘；所述储液桶与肥液箱连通；所述控压管的一端与储液桶连接，另一端与集气瓶连接；所述集气瓶与多个陶瓷盘连通，多个陶瓷盘均埋设于待处理的苗床土层中。

其中，该负水头灌溉施肥系统还包括：

第一供液主路，所述第一供液主路的一端与肥液箱连通，另一端与多个储液桶连接；

第二供液主路，所述第二供液主路的一端与集气瓶连接，另一端连接有用于铺设在苗床的供液支路，多个所述陶瓷盘分别沿所述供液支路的长度方向间隔设置。

其中，所述第一供液主路上依次设有第二阀门、过滤器和第三阀门；所述第二阀门位于靠近肥液箱的一端；所述第二供液主路上设有第五阀门，所述第五阀门位于靠近集气瓶的一端。

其中，所述肥液箱内的最低液位高于所述储液桶的最高液位。

其中，所述肥液箱的下方设有底座，在肥液箱的底部设有第一阀门。

其中，所述控压管的一端伸入至储液桶的底部，另一端连接于集气瓶底部侧壁；所述储液桶内设有浮球阀；所述集气瓶的顶部设有第四阀门。

其中，所述控压管由透明材料制成。

其中，所述陶瓷盘的形状为圆形，在陶瓷盘上设有多孔。

本实用新型还提供一种根据所述的负水头灌溉施肥系统的控制方法，其包括如下步骤：