本發(fā)明涉及節(jié)水灌溉技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種負(fù)壓節(jié)水灌溉系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
我國(guó)是缺水的國(guó)家，水資源日益短缺，就北京市而言，人均水資源占有量不足100m3，相當(dāng)于全世界的1/90，全國(guó)的1/24。農(nóng)業(yè)又是用水大戶(hù)，我國(guó)農(nóng)業(yè)用水占總用水量的70%，在極端缺水的情況下，農(nóng)業(yè)用水的效率又相當(dāng)?shù)?，浪費(fèi)嚴(yán)重。如果能把農(nóng)業(yè)灌溉用水的利用效率由目前的50%提高到70%，而僅灌溉用水就可節(jié)約900億m3。有專(zhuān)家同時(shí)也指出，把農(nóng)業(yè)灌溉用水減少1/10，就可以滿足家庭用水增加1倍。因此，發(fā)展節(jié)水灌溉技術(shù)是一項(xiàng)緊迫而重要的課題。負(fù)壓灌溉系統(tǒng)是一種高效的節(jié)水系統(tǒng)，它是將灌水器埋于地下，通過(guò)土壤的基質(zhì)勢(shì)驅(qū)動(dòng)水流從灌水器流向土壤，變傳統(tǒng)的被動(dòng)給水為主動(dòng)吸水，該系統(tǒng)節(jié)水效果顯著。
目前，國(guó)內(nèi)有關(guān)負(fù)壓灌溉的研究非常少。中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院劉明池在日本進(jìn)行其博士論文試驗(yàn)時(shí)，建立了一種負(fù)壓自動(dòng)灌水蔬菜栽培系統(tǒng)。在此基礎(chǔ)上著重研究了不同土壤水分對(duì)草莓植株生長(zhǎng)、產(chǎn)量形成、果實(shí)物理化學(xué)特性和貯藏運(yùn)輸特性的影響。結(jié)果表明，利用新型灌水材料—陶土管，配之以負(fù)壓控制技術(shù)，而建立的自動(dòng)控水灌水蔬菜栽培系統(tǒng)，雖不通過(guò)計(jì)算機(jī)等復(fù)雜的調(diào)控設(shè)備便可實(shí)現(xiàn)對(duì)土壤水分的自動(dòng)調(diào)控，并能在一定程度上根據(jù)土壤缺水狀況自動(dòng)調(diào)節(jié)灌水速度，其突出優(yōu)點(diǎn)是能夠使土壤一直保持最適于作物生長(zhǎng)的水分狀態(tài)，避免了采用一般灌溉方法時(shí)土壤水分過(guò)干過(guò)濕的問(wèn)題，比畦灌增產(chǎn)40%以上。但這一栽培系統(tǒng)，目前在日本仍只用于溫室盆栽。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為解決現(xiàn)有節(jié)水灌溉系統(tǒng)存在的技術(shù)難題，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：一種負(fù)壓節(jié)水灌溉系統(tǒng)，包括灌水器、輸水管以及灌溉水源，其特征在于：灌水器要求是多孔結(jié)構(gòu)且具有“透水不透氣”的特性，也就是指水可以通過(guò)輸水管從水源進(jìn)入灌水器而后進(jìn)入土壤，而空氣不能進(jìn)入系統(tǒng)，且灌水器需能與土壤緊密接觸，充分利用基質(zhì)吸力的作用，且透水性能好，有利于提高水分運(yùn)移效率。
作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步描述，所述輸水管與灌水器、水源聯(lián)接部件必須密封。
具體實(shí)施方式
一種負(fù)壓節(jié)水灌溉系統(tǒng)，包括灌水器、輸水管以及灌溉水源，其特征在于：灌水器要求是多孔結(jié)構(gòu)且具有“透水不透氣”的特性，也就是指水可以通過(guò)輸水管從水源進(jìn)入灌水器而后進(jìn)入土壤，而空氣不能進(jìn)入系統(tǒng)，且灌水器需能與土壤緊密接觸，充分利用基質(zhì)吸力的作用，且透水性能好，有利于提高水分運(yùn)移效率。
負(fù)壓灌溉系統(tǒng)利用的是土壤含水率較低時(shí)的土壤水基質(zhì)勢(shì)基質(zhì)吸力“主動(dòng)”由輸水管從水源吸取水分，灌水速率以及灌水量由土壤本身狀況決定，理論上可連續(xù)不斷的工作。具有自我調(diào)控功能，灌溉開(kāi)始后便無(wú)需人為管理。
試驗(yàn)步驟及安排
試驗(yàn)在平度市市的一塊平臺(tái)上進(jìn)行，試驗(yàn)前，先將種植箱裝滿營(yíng)養(yǎng)土，將灌水器與水管連接好，盡量保證水管與灌水器密不透氣，將連好的水管鋪設(shè)土上，埋好，由于小白菜根系較淺，灌水器埋深5cm，在土壤表層撒播一些小白菜種子。聯(lián)接控制箱及水桶，系統(tǒng)正式運(yùn)行前，需將灌溉系統(tǒng)空氣排出，使整個(gè)系統(tǒng)充滿水且無(wú)氣泡，然后關(guān)閉止水閥門(mén)，開(kāi)啟控制箱供水閥門(mén)，負(fù)壓灌溉系統(tǒng)開(kāi)始進(jìn)行。
試驗(yàn)結(jié)果
小白菜播種3d后陸續(xù)發(fā)芽，由于試驗(yàn)前種植箱內(nèi)土壤為風(fēng)干土，灌溉第1天耗水量比較大，約6l，第2天仍然較高，約4l，隨后幾天耗水量逐漸穩(wěn)定，每天耗水量約625ml，10d后，小白菜長(zhǎng)至10cm后，水分出現(xiàn)供不應(yīng)求的情況，早晚小白菜長(zhǎng)勢(shì)挺拔，但是中午日照強(qiáng)烈時(shí)，小白菜出現(xiàn)打蔫情況，長(zhǎng)勢(shì)緩慢，這樣持續(xù)了1周，將控制箱球閥上調(diào)，控制水面基本和灌水器高度持平，這樣灌水器出水量加大，小白菜出現(xiàn)快速生長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，每天耗水量5l，足以滿足作物的生長(zhǎng)需求。
試驗(yàn)結(jié)論
使用負(fù)壓灌溉系統(tǒng)不需要提水加壓設(shè)備，不消耗能源。使用負(fù)壓灌溉系統(tǒng)不需要每天進(jìn)行人為管理，無(wú)疑節(jié)省了勞動(dòng)力資源及管理成本。由于小白菜采用撒播種植，并非1個(gè)灌水器對(duì)應(yīng)一株種植，后期小白菜出現(xiàn)水分供不應(yīng)求的情況，因此，負(fù)壓節(jié)水灌溉系統(tǒng)適宜于單株類(lèi)且有一定株距的作物，如西紅柿、黃瓜和草莓等，種植小白菜類(lèi)作物還需調(diào)小滴頭間距。后期采用了無(wú)壓灌溉，滴頭的出水量是一定且恒定的，且土壤的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)不被改變，不會(huì)造成土壤的板結(jié)，使作物根系缺氧。作物的生長(zhǎng)具有向水性的，拔掉白菜后發(fā)現(xiàn)滴頭已經(jīng)被毛根緊實(shí)的包裹，且未出現(xiàn)堵塞滴頭，因此，如將滴頭埋于作物根系，將會(huì)促進(jìn)作物根系生長(zhǎng)，提高作物的品質(zhì)和產(chǎn)量。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。