一种适用于浅根系作物的节水灌溉装置的制作方法

本发明涉及农业灌溉技术领域，更具体地说，涉及一种适用于浅根系作物的节水灌溉装置。

背景技术：

在农业种植的过程中，为了保证作物正常生长，获取高产稳产，必须供给作物以充足的水分。在自然条件下，往往因降水量不足或分布的不均匀，不能满足作物对水分要求，因此，有时需要人为地进行灌溉，以补天然降雨之不足。灌溉原则是灌溉量、灌溉次数和时间要根据药用植物需水特性、生育阶段、气候、土壤条件而定，要适时、适量，合理灌溉。

浅根系作物的根系分布特点为：大量主要的根系分布在浅层土壤内，只有少数根系分布在较深的土壤内，现有技术中，对浅根系作物进行灌溉时，没有结合其根系的分布特点进行针对性的灌溉，灌溉过程中常常会浪费大量的水资源，不利于节能环保。

技术实现要素：

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种适用于浅根系作物的节水灌溉装置，它可以实现结合浅根系作物的根系分布特点，进行针对性的灌溉，对于根系分布较多的浅层土壤进行主要的集中灌溉，对于根系分布较少的深层土壤进行次要的适量灌溉，且采用直接将水渗入土壤的方式进行灌溉，大幅度减少了灌溉过程中水的蒸发，进而节约了水资源，且灌溉过程中，会自动向作物施以少量的肥料，有利于作物更好的生长。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种适用于浅根系作物的节水灌溉装置，包括多个呈直线均匀分布的灌溉水箱和供水管，相邻所述灌溉水箱之间固定连接有连接杆，所述连接杆的两端分别与两侧的灌溉水箱固定连接，所述灌溉水箱的顶端连通有注水管，所述注水管远离灌溉水箱的一端与供水管相连通，所述灌溉水箱两侧的外壁上均连通有浅层输水管，所述浅层输水管的一端连通有环形水管，所述环形水管的底端连通有两个斜管，所述环形水管和斜管两侧的外壁上均开设有浅层渗孔，所述灌溉水箱的底端外壁上连通有深层输水管，所述深层输水管的底端连通有分流管，所述分流管的两端均连通有竖管，所述竖管两侧的外壁上均开设有深层渗孔，所述灌溉水箱的内部设置有两个化肥缓释机构，两个所述化肥缓释机构分别位于注水管的两侧，所述灌溉水箱两侧的内壁上均固定连接有固定块，所述固定块的内部滑动连接有滑杆，所述滑杆贯穿固定块且滑杆的底端固定连接有橡胶塞，所述橡胶塞的顶端固定连接有浮球，所述滑杆的一侧且位于固定块的下方固定连接有限位块，所述固定块的下方且位于灌溉水箱的内壁上固定连接有挡块。

进一步的，所述化肥缓释机构包括球形膜衣，所述球形膜衣的内壁上固定连接有相匹配的支撑骨架，所述球形膜衣的内部填充有化肥颗粒，所述球形膜衣的底端外壁上开设有缓释孔，所述球形膜衣为半透膜，所述支撑骨架设置为网状，所述化肥颗粒内还混合有乳糖颗粒，通过球形膜衣、支撑骨架、化肥颗粒、缓释孔的设置，灌溉水箱内注入水后，水通过球形膜衣渗入球形膜衣内，并与球形膜衣内的化肥颗粒混合成化肥溶液，乳糖作为渗透压活性物质使球形膜衣内的化肥溶液呈高渗，且球形膜衣内外存在的渗透压使水分继续进入球形膜衣内，从而使化肥溶液从缓释孔泵出，进而在灌溉的同时，可自动向作物施以适量的肥料，可有利于农作物的生长，支撑骨架设置为网状，使得支撑骨架对球形膜衣进行有效支撑的同时，不妨碍水向球形膜衣内渗透以及化肥溶液的泵出。

进一步的，所述支撑骨架的顶端连通有添加管，所述添加管贯穿球形膜衣以及灌溉水箱的外壁并延伸至灌溉水箱的外部，且添加管与灌溉水箱的外壁固定连接，所述添加管的顶端外壁上螺纹连接有管盖，使得化肥缓释机构通过添加管与灌溉水箱固定连接，且添加管和管盖的设置，可便于向球形膜衣内添加化肥颗粒。

进一步的，所述供水管的一端固定连接有波纹软管，所述波纹软管的一端固定连接有管道连接头，所述供水管远离波纹软管的一端设置为封口状，波纹软管、管道连接头的设置，可便于供水管与水泵进行连通，从而便于经供水管、注水管向灌溉水箱内注水。

进一步的，两个所述斜管呈八字形对称设置，斜管的设置，可增大水与浅层土壤的接触面积，进而提高灌溉效率。

进一步的，所述深层输水管的顶端贯穿灌溉水箱的底部外壁并延伸至灌溉水箱内部，且深层输水管延伸至灌溉水箱内的长度等于灌溉水箱三分之二的高度，通过灌溉水箱、浅层输水管、环形水管、斜管、浅层渗孔、深层输水管、分流管、竖管、深层渗孔的设置，初始灌溉时，灌溉水箱内的水经浅层输水管流向环形水管、斜管，同时经深层输水管、分流管流向竖管，使水分别通过浅层渗孔和深层渗孔渗入浅层土壤和深层土壤进行灌溉，灌溉过程中，大幅度减少了灌溉过程中水的蒸发，节约了水资源，且随着灌溉的进行，灌溉水箱内水的液面下降至低于深层输水管的顶端后，水不在经深层输水管、分流管流向竖管，使得流向竖管的水要远少于流向环形水管、斜管，从而结合浅根系作物的根系分布特点，进行针对性的灌溉，对于根系分布较多的浅层土壤进行主要的集中灌溉，对于根系分布较少的深层土壤进行次要的适量灌溉，在保证灌溉效果的同时，进一步的节约了水资源。

进一步的，所述分流管垂直于深层输水管设置，所述竖管垂直于分流管设置，所述竖管位于环形水管及斜管的下方。

进一步的，所述橡胶塞与浅层输水管的一端相贴，且橡胶塞的底端低于浅层输水管的顶端内壁，并高于浅层输水管的底端内壁，随着灌溉的进行，土壤吸水会逐渐趋向于饱和，水向土壤的渗透速率也会逐渐降低，本方案中通过固定块、滑杆、橡胶塞、浮球的设置，灌溉水箱内注水后，在浮力的作用下，浮球带动滑杆、橡胶塞上升，使橡胶塞与浅层输水管脱离，浅层输水管完全导通进行全速的灌溉，随着灌溉的进行，灌溉水箱内水位下降，使浮球带动滑杆、橡胶塞下降，橡胶塞再次与浅层输水管相贴后，会堵塞部分浅层输水管，降低水向浅层输水管的流通速率，从而可配合土壤吸水的逐渐饱和，自动逐渐降低调节水流速率，提高了实用性。

进一步的，所述限位块位于挡块的正上方，且限位块的底端与挡块的顶端相贴，限位块、挡块的设置，挡块可通过限位块对滑杆、橡胶塞、浮球起到一个支撑限位的作用，可防止橡胶塞完全堵塞浅层输水管，导致灌溉无法正常进行。

一种适用于浅根系作物的节水灌溉装置，其使用方法包括以下步骤：

s1、将装置埋放于农田内，使环形水管、斜管、分流管、竖管均埋入土壤内部；

s2、将浅根系作物种植于环形水管中部的环形区域内；

s3、需要灌溉时，通过管道连接头将供水管与水泵的出水端相连接，启动水泵通过供水管、注水管向灌溉水箱内注水，注满灌溉水箱后关闭水泵；

s4、灌溉水箱内的水经浅层输水管流向环形水管和斜管，并通过浅层渗孔渗入浅层土壤内，对浅层土壤内的大量根系进行集中主要灌溉，同时灌溉水箱内的水还会经深层输水管、分流管流向竖管，并通过深层渗孔渗入深层土壤，对深层土壤内少量根系进行次要适量灌溉。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

(1)本方案结合浅根系作物的根系分布特点，进行针对性的灌溉，对于根系分布较多的浅层土壤进行主要的集中灌溉，对于根系分布较少的深层土壤进行次要的适量灌溉，且采用直接将水渗入土壤的方式进行灌溉，大幅度减少了灌溉过程中水的蒸发，进而节约了水资源，且灌溉过程中，会自动向作物施以少量的肥料，有利于作物更好的生长。

(2)通过球形膜衣、支撑骨架、化肥颗粒、缓释孔的设置，灌溉水箱内注入水后，水通过球形膜衣渗入球形膜衣内，并与球形膜衣内的化肥颗粒混合成化肥溶液，乳糖作为渗透压活性物质使球形膜衣内的化肥溶液呈高渗，且球形膜衣内外存在的渗透压使水分继续进入球形膜衣内，从而使化肥溶液从缓释孔泵出，进而在灌溉的同时，可自动向作物施以适量的肥料，可有利于农作物的生长，支撑骨架设置为网状，使得支撑骨架对球形膜衣进行有效支撑的同时，不妨碍水向球形膜衣内渗透以及化肥溶液的泵出。

(3)支撑骨架的顶端连通有添加管，添加管贯穿球形膜衣以及灌溉水箱的外壁并延伸至灌溉水箱的外部，且添加管与灌溉水箱的外壁固定连接，添加管的顶端外壁上螺纹连接有管盖，使得化肥缓释机构通过添加管与灌溉水箱固定连接，且添加管和管盖的设置，可便于向球形膜衣内添加化肥颗粒。

(4)波纹软管、管道连接头的设置，可便于供水管与水泵进行连通，从而便于经供水管、注水管向灌溉水箱内注水。

(5)两个斜管呈八字形对称设置，斜管的设置，可增大水与浅层土壤的接触面积，进而提高灌溉效率。

(6)通过灌溉水箱、浅层输水管、环形水管、斜管、浅层渗孔、深层输水管、分流管、竖管、深层渗孔的设置，初始灌溉时，灌溉水箱内的水经浅层输水管流向环形水管、斜管，同时经深层输水管、分流管流向竖管，使水分别通过浅层渗孔和深层渗孔渗入浅层土壤和深层土壤进行灌溉，灌溉过程中，大幅度减少了灌溉过程中水的蒸发，节约了水资源，且随着灌溉的进行，灌溉水箱内水的液面下降至低于深层输水管的顶端后，水不在经深层输水管、分流管流向竖管，使得流向竖管的水要远少于流向环形水管、斜管，从而结合浅根系作物的根系分布特点，进行针对性的灌溉，对于根系分布较多的浅层土壤进行主要的集中灌溉，对于根系分布较少的深层土壤进行次要的适量灌溉，在保证灌溉效果的同时，进一步的节约了水资源。

(7)随着灌溉的进行，土壤吸水会逐渐趋向于饱和，水向土壤的渗透速率也会逐渐降低，本方案中通过固定块、滑杆、橡胶塞、浮球的设置，灌溉水箱内注水后，在浮力的作用下，浮球带动滑杆、橡胶塞上升，使橡胶塞与浅层输水管脱离，浅层输水管完全导通进行全速的灌溉，随着灌溉的进行，灌溉水箱内水位下降，使浮球带动滑杆、橡胶塞下降，橡胶塞再次与浅层输水管相贴后，会堵塞部分浅层输水管，降低水向浅层输水管的流通速率，从而可配合土壤吸水的逐渐饱和，自动逐渐降低调节水流速率，提高了实用性。

(8)限位块、挡块的设置，挡块可通过限位块对滑杆、橡胶塞、浮球起到一个支撑限位的作用，可防止橡胶塞完全堵塞浅层输水管，导致灌溉无法正常进行。

附图说明

图1为本发明的俯视结构示意图；

图2为本发明灌溉水箱处的侧面剖视图；

图3为本发明图2中a处的放大图；

图4为本发明浅层输水管的部分剖视图；

图5为本发明环形水管处的俯视截面图；

图6为本发明斜管内的剖视图；

图7为本发明竖管内的剖视图；

图8为本发明化肥缓释机构的剖面结构示意图。

图中标号说明：

101、灌溉水箱；102、注水管；103、连接杆；104、固定块；105、滑杆；106、橡胶塞；107、浮球；108、限位块；109、挡块；201、供水管；202、波纹软管；203、管道连接头；301、浅层输水管；302、环形水管；303、斜管；304、浅层渗孔；401、深层输水管；402、分流管；403、竖管；404、深层渗孔；005、化肥缓释机构；501、球形膜衣；502、支撑骨架；503、化肥颗粒；504、添加管；505、管盖；506、缓释孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1-2和图5-7，一种适用于浅根系作物的节水灌溉装置，包括多个呈直线均匀分布的灌溉水箱101和供水管201，相邻灌溉水箱101之间固定连接有连接杆103，连接杆103的两端分别与两侧的灌溉水箱101固定连接，灌溉水箱101的顶端连通有注水管102，注水管102远离灌溉水箱101的一端与供水管201相连通，供水管201的一端固定连接有波纹软管202，波纹软管202的一端固定连接有管道连接头203，供水管201远离波纹软管202的一端设置为封口状，波纹软管202、管道连接头203的设置，可便于供水管201与水泵进行连通，从而便于经供水管201、注水管102向灌溉水箱101内注水，灌溉水箱101两侧的外壁上均连通有浅层输水管301，浅层输水管301的一端连通有环形水管302，环形水管302的底端连通有两个斜管303，两个斜管303呈八字形对称设置，斜管303的设置，可增大水与浅层土壤的接触面积，进而提高灌溉效率，环形水管302和斜管303两侧的外壁上均开设有浅层渗孔304，灌溉水箱101的底端外壁上连通有深层输水管401，深层输水管401的底端连通有分流管402，分流管402的两端均连通有竖管403，竖管403两侧的外壁上均开设有深层渗孔404，深层输水管401的顶端贯穿灌溉水箱101的底部外壁并延伸至灌溉水箱101内部，且深层输水管401延伸至灌溉水箱101内的长度等于灌溉水箱101三分之二的高度，分流管402垂直于深层输水管401设置，竖管403垂直于分流管402设置，竖管403位于环形水管302及斜管303的下方，通过灌溉水箱101、浅层输水管301、环形水管302、斜管303、浅层渗孔304、深层输水管401、分流管402、竖管403、深层渗孔404的设置，初始灌溉时，灌溉水箱101内的水经浅层输水管301流向环形水管302、斜管303，同时经深层输水管401、分流管402流向竖管403，使水分别通过浅层渗孔304和深层渗孔404渗入浅层土壤和深层土壤进行灌溉，灌溉过程中，大幅度减少了灌溉过程中水的蒸发，节约了水资源，且随着灌溉的进行，灌溉水箱101内水的液面下降至低于深层输水管401的顶端后，水不在经深层输水管401、分流管402流向竖管403，使得流向竖管403的水要远少于流向环形水管302、斜管303，从而结合浅根系作物的根系分布特点，进行针对性的灌溉，对于根系分布较多的浅层土壤进行主要的集中灌溉，对于根系分布较少的深层土壤进行次要的适量灌溉，在保证灌溉效果的同时，进一步的节约了水资源。

请参阅图2和图8，灌溉水箱101的内部设置有两个化肥缓释机构005，两个化肥缓释机构005分别位于注水管102的两侧，化肥缓释机构005包括球形膜衣501，球形膜衣501的内壁上固定连接有相匹配的支撑骨架502，球形膜衣501的内部填充有化肥颗粒503，球形膜衣501的底端外壁上开设有缓释孔506，球形膜衣501为半透膜，支撑骨架502设置为网状，化肥颗粒503内还混合有乳糖颗粒，通过球形膜衣501、支撑骨架502、化肥颗粒503、缓释孔506的设置，灌溉水箱101内注入水后，水通过球形膜衣501渗入球形膜衣501内，并与球形膜衣501内的化肥颗粒503混合成化肥溶液，乳糖作为渗透压活性物质使球形膜衣501内的化肥溶液呈高渗，且球形膜衣501内外存在的渗透压使水分继续进入球形膜衣501内，从而使化肥溶液从缓释孔506泵出，进而在灌溉的同时，可自动向作物施以适量的肥料，可有利于农作物的生长，支撑骨架502设置为网状，使得支撑骨架502对球形膜衣501进行有效支撑的同时，不妨碍水向球形膜衣501内渗透以及化肥溶液的泵出，支撑骨架502的顶端连通有添加管504，添加管504贯穿球形膜衣501以及灌溉水箱101的外壁并延伸至灌溉水箱101的外部，且添加管504与灌溉水箱101的外壁固定连接，添加管504的顶端外壁上螺纹连接有管盖505，使得化肥缓释机构005通过添加管504与灌溉水箱101固定连接，且添加管504和管盖505的设置，可便于向球形膜衣501内添加化肥颗粒503。

请参阅头图2-4，灌溉水箱101两侧的内壁上均固定连接有固定块104，固定块104的内部滑动连接有滑杆105，滑杆105贯穿固定块104且滑杆105的底端固定连接有橡胶塞106，橡胶塞106的顶端固定连接有浮球107，橡胶塞106与浅层输水管301的一端相贴，且橡胶塞106的底端低于浅层输水管301的顶端内壁，并高于浅层输水管301的底端内壁，随着灌溉的进行，土壤吸水会逐渐趋向于饱和，水向土壤的渗透速率也会逐渐降低，本方案中通过固定块104、滑杆105、橡胶塞106、浮球107的设置，灌溉水箱101内注水后，在浮力的作用下，浮球107带动滑杆105、橡胶塞106上升，使橡胶塞106与浅层输水管301脱离，浅层输水管301完全导通进行全速的灌溉，随着灌溉的进行，灌溉水箱101内水位下降，使浮球107带动滑杆105、橡胶塞106下降，橡胶塞106再次与浅层输水管301相贴后，会堵塞部分浅层输水管301，降低水向浅层输水管301的流通速率，从而可配合土壤吸水的逐渐饱和，自动逐渐降低调节水流速率，提高了实用性，滑杆105的一侧且位于固定块104的下方固定连接有限位块108，固定块104的下方且位于灌溉水箱101的内壁上固定连接有挡块109，限位块108位于挡块109的正上方，且限位块108的底端与挡块109的顶端相贴，限位块108、挡块109的设置，挡块109可通过限位块108对滑杆105、橡胶塞106、浮球107起到一个支撑限位的作用，可防止橡胶塞106完全堵塞浅层输水管301，导致灌溉无法正常进行。

请参阅图1-8，一种适用于浅根系作物的节水灌溉装置，其使用方法包括以下步骤：

s1、将装置埋放于农田内，使环形水管302、斜管303、分流管402、竖管403均埋入土壤内部；

s2、将浅根系作物种植于环形水管302中部的环形区域内；

s3、需要灌溉时，通过管道连接头203将供水管201与水泵的出水端相连接，启动水泵通过供水管201、注水管102向灌溉水箱101内注水，注满灌溉水箱101后关闭水泵；

s4、灌溉水箱101内的水经浅层输水管301流向环形水管302和斜管303，并通过浅层渗孔304渗入浅层土壤内，对浅层土壤内的大量根系进行集中主要灌溉，同时灌溉水箱101内的水还会经深层输水管401、分流管402流向竖管403，并通过深层渗孔404渗入深层土壤，对深层土壤内少量根系进行次要适量灌溉。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

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