本發(fā)明涉及作物栽培與育種技術(shù),尤其涉及一種大棚內(nèi)作物水分控制系統(tǒng)。
背景技術(shù):
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水分脅迫是影響作物生長(zhǎng)和產(chǎn)量的最重要因素之一,土壤水分含量的差異導(dǎo)致植物生長(zhǎng)過(guò)程中的各成分的生成受到阻礙。據(jù)統(tǒng)計(jì),全世界每年由于水分脅迫造成作物生產(chǎn)的損失幾乎等于其它所有環(huán)境因子所造成損失的總和。
水分脅迫分為干旱脅迫和澇漬脅迫兩種。在中國(guó)干旱、半干旱地區(qū)的面積約占國(guó)土總面積的二分之一,主要分布在華北、西北、內(nèi)蒙古和青藏高原等地區(qū)。同時(shí)中國(guó)也是一個(gè)洪澇災(zāi)害嚴(yán)重的國(guó)家,尤其以黃淮平原和長(zhǎng)江中下游地區(qū)最為嚴(yán)重,占全國(guó)受災(zāi)面積的3/4以上;而且這些地區(qū)常常是干旱脅迫和漬澇脅迫交替發(fā)生。受氣候變暖的影響,在高緯度地區(qū)和一些濕潤(rùn)的熱帶地區(qū),可供使用的水資源有可能增加;但水資源原本已出現(xiàn)短缺將進(jìn)一步加劇,受干旱困擾的地區(qū)有可能會(huì)增加。氣象專家還預(yù)計(jì),未來(lái)黃淮平原和長(zhǎng)江中下游地區(qū)極端降水的強(qiáng)度和出現(xiàn)的頻率也有可能增加,將會(huì)加大洪水災(zāi)害的危險(xiǎn)??傊?,水分脅迫造成很大的經(jīng)濟(jì)損失,危害極大。
作物對(duì)水分脅迫的響應(yīng)包含著極其復(fù)雜的生理生化變化,揭示這些問(wèn)題是當(dāng)前植物科學(xué)研究的熱點(diǎn)之一。目前水分脅迫控制技術(shù)主要分為室內(nèi)人工實(shí)驗(yàn)室和室外大棚內(nèi)。室內(nèi)人工氣候室雖然能夠精準(zhǔn)模擬不同程度的水分脅迫條件,但是其只能對(duì)作物生長(zhǎng)前期進(jìn)行研究,同時(shí)其環(huán)境受人為控制,很難模擬大田實(shí)際環(huán)境變化;而室外大棚設(shè)施雖然能實(shí)現(xiàn)環(huán)境變化與自然條件一致,但是其處理間的水分控制及重復(fù)間的水分很難精準(zhǔn)定位,達(dá)不到試驗(yàn)研究所需要的要求。這就急需要一套能模擬大田實(shí)際環(huán)境的水分控制系統(tǒng)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
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本發(fā)明針對(duì)目前農(nóng)作物水分脅迫(干旱與澇漬)條件下,其生理機(jī)理變化基礎(chǔ)研究的實(shí)際需要,提供一種大棚內(nèi)作物水分控制系統(tǒng),能模擬作物干旱或澇漬脅迫條件,適宜作物整個(gè)生育期的水分調(diào)控研究,且操作簡(jiǎn)單、水分控制精準(zhǔn)、成本低廉。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
大棚內(nèi)作物水分控制系統(tǒng),其特征在于,包括大棚,大棚外安裝有供電裝置,大棚內(nèi)設(shè)有蓄水箱,蓄水箱兩側(cè)分別安裝有供水泵、程控器,蓄水箱內(nèi)安裝有控制供水泵電機(jī)開(kāi)關(guān)的水位傳感器,蓄水箱底部出口連接主管,主管上依次間隔安裝有Y型過(guò)濾網(wǎng)、主管電磁閥、真空破壞閥,主管出口處傾斜安裝有分布主管,分布主管上間隔且傾斜向上安裝的多根支管,支管靠近進(jìn)口端安裝有支管電磁閥,支管外壁上方安裝有壓力補(bǔ)償?shù)晤^,壓力補(bǔ)償?shù)晤^上安裝有連接管,每個(gè)連接管上連接有毛管,毛管出口端安裝有滴箭,滴箭朝下插入到大棚內(nèi)的盆栽桶內(nèi);所述的主管、分布主管、支管的尾端安裝有堵頭堵塞;所述的程控器電流輸入端連接供電裝置,控制端通過(guò)控制線分別連接水位傳感器、主管電磁閥、支管電磁閥。
所述的大棚內(nèi)作物水分控制系統(tǒng),其特征在于,所述的大棚采用不銹鋼框架結(jié)構(gòu),頂棚用10s透明薄膜覆蓋。
所述的大棚內(nèi)作物水分控制系統(tǒng),其特征在于,所述的大棚外設(shè)有供電裝置,供電裝置給大棚內(nèi)供水泵電機(jī)、程控器等各電器元件供電,供電裝置包括太陽(yáng)能電池板、支撐框架、轉(zhuǎn)換器及蓄電池等。
所述的大棚內(nèi)作物水分控制系統(tǒng),其特征在于,所述的連接管為多孔連接管,即外壁上設(shè)有多個(gè)出水孔的連接管。
所述的大棚內(nèi)作物水分控制系統(tǒng),其特征在于,所述的毛管的內(nèi)徑一般為2~4mm。
所述的大棚內(nèi)作物水分控制系統(tǒng),其特征在于,所述的支管外壁安裝有能保證每個(gè)滴箭出水量一致的壓力補(bǔ)償?shù)晤^。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:
1、本發(fā)明用于農(nóng)作物生長(zhǎng)過(guò)程中的水分脅迫研究,可精準(zhǔn)的控制水分脅迫條件,各處理重復(fù)間水分條件一致,降低了人為灌水誤差;而且與作物田間生長(zhǎng)環(huán)境基本一致,適合農(nóng)作物不同生長(zhǎng)時(shí)期的水分脅迫研究;同時(shí)可對(duì)作物進(jìn)行干旱及澇漬雙重脅迫要求,可進(jìn)行不同水分脅迫程度的多處理研究;
2、本發(fā)明在大棚內(nèi),棚頂蓋有10s的透明薄膜,排除了自然條件下的雨水對(duì)試驗(yàn)的影響,基本保持了作物自然環(huán)境下的光照和生長(zhǎng)條件(除水分外);
3、本發(fā)明能智能控制水分脅迫條件,可以利用程控器自由設(shè)置不同處理的滴灌時(shí)間,通過(guò)電磁閥開(kāi)關(guān)控制不同的水分脅迫程度。
附圖說(shuō)明:
圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式:
參見(jiàn)附圖:
大棚內(nèi)作物水分控制系統(tǒng),包括大棚1,大棚1外安裝有供電裝置2,大棚1內(nèi)設(shè)有蓄水箱3,蓄水箱3兩側(cè)分別安裝有供水泵4、程控器5,蓄水箱3內(nèi)安裝有控制供水泵電機(jī)開(kāi)關(guān)的水位傳感器6,蓄水箱3底部出口連接主管7,主管7上依次間隔安裝有Y型過(guò)濾網(wǎng)8、主管電磁閥9、真空破壞閥10,主管7出口處傾斜安裝有分布主管11,分布主管11上間隔且傾斜向上安裝的多根支管12,支管12靠近進(jìn)口端安裝有支管電磁閥13,支管12外壁上方安裝有壓力補(bǔ)償?shù)晤^14,壓力補(bǔ)償?shù)晤^14上安裝有連接管15,每個(gè)連接管15上連接有毛管16,毛管16出口端安裝有滴箭17,滴箭17朝下插入到大棚內(nèi)的盆栽桶18內(nèi),壓力補(bǔ)償?shù)晤^14能保證每個(gè)滴箭17出水量一致;主管7、分布主管11、支管12的尾端安裝有堵頭19堵塞;程控器2電流輸入端連接供電裝置2,控制端通過(guò)控制線分別連接水位傳感器6、主管電磁閥9、支管電磁閥13。
大棚1采用不銹鋼框架結(jié)構(gòu),頂棚用10s透明薄膜覆蓋。
大棚1外設(shè)有供電裝置2,供電裝置2給大棚內(nèi)供水泵4電機(jī)、程控器5等各電器元件供電,供電裝置2包括太陽(yáng)能電池板、支撐框架、轉(zhuǎn)換器及蓄電池等。
連接管15為多孔連接管,即外壁上設(shè)有多個(gè)出水孔的連接管。
毛管16的內(nèi)徑一般為2~4mm,一般選擇內(nèi)徑一般為3mm的。
實(shí)施例:本發(fā)明應(yīng)用于農(nóng)作物生長(zhǎng)過(guò)程中的水分脅迫系統(tǒng)包括避雨透光大棚、供電系統(tǒng)、蓄水箱、滴灌系統(tǒng)、程控器及盆栽設(shè)施等。大棚為不銹鋼框架結(jié)構(gòu),其大小為(長(zhǎng)25m,寬4m,最大高度5m),頂棚用10s透明薄膜覆蓋,同時(shí)在大棚框架四周安裝卡槽,用線卡固定薄膜,保證透光不漏雨并且不影響作物生長(zhǎng)。大棚內(nèi)設(shè)有蓄水箱,連接PVC-U63主管道,;供電裝置設(shè)在大棚外,包含太陽(yáng)能電池板、支撐框架、轉(zhuǎn)換器及蓄電池等。
滴管系統(tǒng)設(shè)置大棚內(nèi),主管7連接蓄水箱3,并安裝Y過(guò)濾網(wǎng)8,同時(shí)連接真空破壞閥10,根據(jù)試驗(yàn)需要,設(shè)置多個(gè)支管12,各個(gè)主管7和支管12的尾端用堵頭19堵塞,在支管7上根據(jù)盆栽桶18的大小,每間隔一定距離插入一個(gè)壓力補(bǔ)償?shù)晤^14,壓力補(bǔ)償?shù)晤^14采用PCJ壓力補(bǔ)償平口滴頭,在滴頭上裝上1出4(或1出2)多孔連接管4,每個(gè)連接管連接3mm毛管12,毛管上裝上角型滴箭13,并把滴箭插入盆栽桶14內(nèi)。
程控系統(tǒng)包括設(shè)置在蓄水箱3旁邊的程控器5,程控器5連接供電裝置2中電源,通過(guò)控制線分別連接蓄水箱3、主管電磁閥9、各支管電磁閥13;蓄水箱3水位傳感器6控制水泵電機(jī)開(kāi)關(guān),保持蓄水箱3始終有一定量的滴灌用水,時(shí)間顯示及控制回路可按照設(shè)定好的程序控制各支管電磁控制閥,來(lái)實(shí)現(xiàn)各盆栽桶的滴灌水量。
本發(fā)明的盆栽用桶14為塑料桶,其大?。ǜ?0cm,直徑25cm),桶內(nèi)裝入等量的混合均勻的風(fēng)干土25kg;并通過(guò)滴灌系統(tǒng)對(duì)桶內(nèi)進(jìn)行水分控制。
本發(fā)明的滴灌系統(tǒng)各支管插入的壓力補(bǔ)償平口滴頭14,保證整個(gè)水管中各角型滴箭的水壓、水量一致,省工省力,能對(duì)各盆栽桶用水量進(jìn)行精準(zhǔn)控制,減少了人為灌水誤差,為水分脅迫試驗(yàn)提供了保證。同時(shí),該裝置通過(guò)程控器對(duì)各支管回路的控制,可同時(shí)進(jìn)行干旱和澇漬脅迫。
本發(fā)明所述的實(shí)施方式僅僅對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行的描述,并非對(duì)本發(fā)明構(gòu)思和范圍進(jìn)行限定,在不偏離本發(fā)明設(shè)計(jì)思路的前提下,工程技術(shù)人員可對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做出各種改進(jìn),均應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。