CN104686045B - 一种分布式潮汐灌溉栽培*** - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种分布式潮汐灌溉栽培***，包括储液池、水肥输送机构和种植容器；水肥输送机构包括潜水泵、给液管路和回液管路；潜水泵置于储液池底部，且与给液管路相连；所述给液管路的另一端与种植容器的内部连通；给液管路上设有给液控制阀；回液管路标高低于给液管路；所述回液管路设有排液控制阀；还包括溢流管路，所述溢流管路一端与所述给液管路上的给液控制阀与种植容器之间的部分连通，另一端与回液管路上排液控制阀与储液池之间的部分连通；所述溢流管路的限位高度与其连通的给液管路所对应的种植容器的最高液位相匹配。本发明实现了灌溉时水肥液的自动控制，不会出现水肥液体从种植容器上溢流的现象。

Description

一种分布式潮汐灌溉栽培***

技术领域

本发明涉及植物水肥供给领域，特别涉及一种分布式潮汐灌溉栽培***。

背景技术

随着科技发展和社会进步，农业上的灌溉方式也由原来单一的漫灌方式丰富多样化，喷灌、滴灌、渗灌等灌溉方式也逐渐被广泛应用。

其中，潮汐式灌溉的作用原理是模拟海洋的潮汐，每隔一定时间便对作物进行一次灌溉的灌溉方式，现有的潮汐灌溉方式主要采用漫灌的方式，将水肥营养液直接输入大面积的储水床、槽内，在床、槽内布置种植容器，使水肥经容器上的孔隙进出，然后渗入容器内的基质或土壤后，一段时间将多余的水肥营养液从排液管排出。

上述的潮汐式灌溉方式只适用于需要高密度栽植的植物（如育苗及小型盆花种植），在地面栽培槽（床）上密布植物容器，且为达到设施投资的高效利用需尽可能减少床槽内的平面空隙。否则，床槽内平面空隙的水肥暴露在温室空间环境下，如此大面积接触下，尘土、枯叶、病菌以及昆虫等很易随灌溉水升降与水肥混为一体，一则增添清洗、过滤、消毒的技术难度，二则水肥大面积挥发造成浪费，三则水挥发增加了温室湿度，不利于病虫害防控。

上述问题在将该***应用于单位面积种植棵数相对较少的果菜类蔬菜的生产种植时更为严重。通常果菜种植需要预留操作道，操作道上不需要有灌溉设施和水肥的溢流，采用上述方式灌溉时平面空隙的闲置情况更为严重，也就更加凸显了水肥液污染浪费的情况。

为解决上述问题，本发明人做出了将上述***的管路与单个容器单独连接的改进。该改进方案虽然某种程度上解决了上述问题，但本发明人在试验过程中却发现，改进后的***中若没有控制营养液输送量的装置，则可能发生由于营养液溢流出种植容器从而造成溢流的营养也不能回收利用的弊端。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种适用于果蔬植株种植的分布式潮汐灌溉***，低成本实现对于水肥营养液输入量的自动控制。

为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：

一种分布式潮汐灌溉栽培***，其特征在于，包括储液池、水肥输送机构和种植容器；

所述水肥输送机构包括潜水泵、给液管路和回液管路；

所述潜水泵置于储液池底部，且与给液管路相连；所述给液管路的另一端与种植容器的内部连通；

所述给液管路上设有给液控制阀；

所述回液管路标高低于给液管路，一端与所述给液管路上给液控制阀与种植容器之间的部分导通，另一端与所述储液池导通；所述回液管路设有排液控制阀；

还包括溢流管路，所述溢流管路一端与所述给液管路上的给液控制阀与种植容器之间的部分连通，另一端与回液管路上排液控制阀与储液池之间的部分连通；所述溢流管路的限位高度与其连通的给液管路所对应的种植容器的最高液位相匹配。

上述的分布式潮汐灌溉***，所述给液管路分为与所述储液池相连的主管路和分管路，每条分管路上均设有给液控制阀；所述分管路末端形成与种植容器数目相应的支管路；所述支管路与种植容器的内部连通。

上述的分布式潮汐灌溉***，所述分管路上至少部分管路比主管路粗，该较粗部分管路形成膨大部位。

上述的分布式潮汐灌溉***，所述种植容器的容器体下部设有与所述容器体内部导通的进出液管，所述容器体内部设有覆盖所述进出液管管口的杯罩；所述杯罩上设有出水口；所述给液管路与所述的进出液管连通。

上述的分布式潮汐灌溉***，所述出水口为均布杯罩表面的格栅或孔隙；所述格栅或孔隙表面覆盖有无纺布或网纱。

上述的分布式潮汐灌溉***，所述格栅或孔隙部分高于所述种植容器内的最高容量位置。

上述的分布式潮汐灌溉***，所述杯罩为方柱状、圆柱状或圆锥状。

上述的分布式潮汐灌溉***，所述给液管路上还连有搅拌支管，所述搅拌支管另一端与储液池连通；所述搅拌支管上设有搅拌控制阀。

上述的分布式潮汐灌溉***，所述种植容器设有支脚，所述支脚内部为空腔，且空腔与种植容器的内部导通。

上述的分布式潮汐灌溉***，所述种植容器内部表面靠近进出液管管口向远离种植容器内部的方向缩进，形成杯罩安装区域，所述杯罩安装区域上设有卡位结构。

采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

1、实现了灌溉时水肥液的自动控制，不会出现水肥液体从种植容器上溢流的现象；

2、灌溉方式由原来的漫灌变为***直接供给植物容器，避免了水肥液体受到污染和浪费的问题，同时避免了温室内因过度潮湿带来的病虫害防控难题；

3、通过种植容器内部大面积直接供给水肥，解决进出水口堵塞问题的同时实现水肥供给均匀，比现有果菜的无土栽培及有土栽培节约大量的水肥，灌溉均匀度、可控性显著提高；

4、从膨大部位的设置为水肥液提供缓冲空间，保证水肥液体进入种植容器时平缓流速。

附图说明

图1是本发明分布式潮汐灌溉***的结构示意图。

图2为图1的另一角度的示意图。

图3为本发明中的种植容器未安装杯罩时的内部结构示意图。

图4为图3所示的种植容器安装杯罩的侧视图。

图5为本发明中的杯罩的结构示意图。

图6为本发明中的另一种种植容器未安装杯罩时的内部结构示意图。

图7为图6所示的种植容器安装杯罩的侧视图。

上述附图中：1、种植容器；3、储液池；101、进出液管；102、杯罩；103、格栅；104、支脚；105、空腔；106、杯罩安装区域；107、卡位结构；108、加强边缘；109、加强筋；201、潜水泵；202、给液管路；203、给液控制阀；204、分管路；205、支管路；206、膨大部位；207、回液管路；208、排液控制阀；209、搅拌支管；210、搅拌控制阀；211、强排控制阀；212、溢流管路。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明，以助于理解本发明的内容。

如图1和图2所示，本发明提供了一种分布式潮汐灌溉栽培***，包括储液池3、水肥输送机构和种植容器1；水肥输送机构包括潜水泵201、给液管路202和回液管路207；潜水泵201置于储液池3底部，且与给液管路202相连。储液池3内还设有紫外线消毒器。给液管路202分为与储液池3相连的主管路和由主管路分流而成的分管路204，每条分管路204上均设有给液控制阀203。每条分管路204对应一个相应的温室；同一温室内种植同种作物，以便控制管理和温室内部条件的调整。分管路204上设有由细***的膨大部位206。膨大部位206的作用一则在于在灌溉时为水肥液提供一个缓冲的区域，避免进入种植容器1的水肥液流冲击过大伤及作物幼根；其作用二则在于水肥液排空后储存部分空气，如此一来，在灌溉之前，本***也能使得种植容器1基质或土壤内的空气流通，保证植株的根部获得充足的氧气，有效避免烂根的情况发生。分管路204末端再次分流，形成与种植容器1数目相应的支管路205。支管路205通过连接管与种植容器1的内部导通，水肥液直接供给植物容器1内，大大降低了水肥液在温室中的暴露面积（尤其是种植果蔬作物时），解决了水肥液体受到污染和浪费的问题，同时由于暴露面积的减少也就意味着水肥液挥发的减少，也就降低了温室内因过度潮湿带来的病虫害防控难度。

根据图1和图2，回液管路207标高低于给液管路202，一端与给液管路202上给液控制阀203与种植容器1之间的部分导通，另一端与储液池3导通；回液管路207上设有排液控制阀208。回液管路207在储液池3内的出口高于储液池内的液面高度。图中还示意了溢流管路212。溢流管路212一端与给液管路202上的给液控制阀203与种植容器1之间的部分连通，另一端与回液管路207上排液控制阀208与储液池3之间的部分连通。在本实施例中，溢流管路212的一端分管路204导通，另一端与回液管路207导通。溢流管路212的限位高度与其连通的分管路204所对应的种植容器1的最高液位相匹配。如此，由于不同的分管路204对应的温室种植的作物不同，其种植容器1所需的水肥液面高度也不一定相同。各溢流管路212分别与不同的温室内种植容器1的液面高度匹配，则保证不同温室内作物均获得最适宜的灌溉效果。溢流管路212的限位高度是指自给液管路202出发经过溢流管路212后进入回液管路207中的过程中，水肥液在溢流管路212中流过的所需的最低高度。

图1和图2中还示意了本***的辅助机构，给液管路202上还连有搅拌支管209，搅拌支管209另一端与储液池3连通；搅拌支管209上设有搅拌控制阀210。通过潜水泵201和其余控制阀（尤其是搅拌控制阀210）的作用，储液池3的水肥液体进入搅拌支管209后返回储液池3较浅的部分，从而使储液池3内部的水肥液体形成扰动，保证水肥液的肥效均匀。给液管路202上还连有强排支管，强排支管上设有强排控制阀211。通过强排控制阀211的控制和对潜水泵201的作用，可在需要的情况下将储液池3内的水肥液完全排空。

图3、图4、图5、图6和图7展示了本实施例中种植容器1的结构，种植容器1的容器体下部设有与容器体内部导通的进出液管101，进出液管101如图5所示设置在容器体的底面上。容器体内部设有覆盖进出液管101管口的杯罩102。杯罩102呈方柱状、圆柱状或锥状，底部与容器底部的卡位结构107嵌合。杯罩102优选为下底大上部小的锥状或锥台状，此情况下，容器填放基质后，由于杯罩102下底大上部小，其侧面为斜面，基质对杯罩102的作用力并不仅仅是横向的挤压，也会有纵向的挤压，从而使杯罩102与容器体的连接更加稳固。杯罩102顶部封闭，可以防止昆虫、杂物落入给排水管道内。杯罩102上设有格栅103，格栅103表面覆盖有无纺布或网纱（图中未示出）。无纺布或网纱的层数和规格可根据容器内基质的不同而更换，能达到兼具透气透水性和防止基质颗粒通过的作用即可，当然，所述无纺布或网纱也可采用其他任意能够取得上述效果的材料替换。格栅103部分高于种植容器1内的最高容量位置，保证处于非灌溉的时候，种植容器1内的较深位置的基质也能有与空气接触较大的面积，从而和膨大部位206的产生协同作用，保证植物的根系获得足够的氧气。露出基质表面的格栅103还能促使杯罩内的潮湿空气尽快干燥，防止植物根系因向水性伸生长进入给排液管道内造成堵塞。本实施例中的格栅103也可用孔隙代替。

图3、图4、图6和图7中，种植容器1设有支脚104，支脚104内部设有空腔105，且空腔105与种植容器1内部导通。灌溉的间歇期间，积存在空腔105内部的水肥液能够通过基质颗粒间的毛细现象随时为基质补充适宜的水分。支脚104的外边缘的尺寸与所述种植容器1最上部的内边缘尺寸匹配。叠加搬运时，上层种植容器1的支脚104卡在下种植容器1的最上部的内边缘内，不但能够节省搬运空间，而且搬运时下层种植容器1对上层种植容器1进行卡位，有效减少掉落翻倒等有可能造成容器破损的情况。支脚104的空腔105内设有加强筋109，进一步增强了支脚104的强度，延长容器使用寿命。种植容器1上部的边缘向远离种植容器1内部的方向翻转，形成加强边缘108，不仅在搬运时提供着力点，也避免了叠放时的磕磕碰碰对容器上口的损坏。

如图5所示，种植容器1内部表面靠近进出液管101管口向远离种植容器1内部的方向缩进，形成杯罩安装区域106，杯罩安装区域106上设有卡位结构107，卡位结构107和杯罩安装区域106的边缘配合，分别对杯罩102进行固定和限位，便于杯罩102的安装和使用。安装时，只需将杯罩102底边对准被罩安装区域106的边缘按下，即可使杯罩102底部和卡位结构107嵌合，从而实现杯罩102的安装固定。

灌溉时，给液控制阀203开启，排液控制阀208处于关闭。潜水泵201将储液池3内的水肥液泵入给液管路202的主管路中，而后水肥液进入分管路204进而进入支管路205，并通过与支管路205上的连接管进入种植容器1内部。当种植容器1内的液面超过溢流管路212的限位高度时，由于连通器原理，种植容器1内液面将不再升高，多余的水肥液通过溢流管路212流入回液管路207，最终流回储液池3。此时，保持预设的一段时间后关闭给液控制阀203并打开排液控制阀208。种植容器1内多余的水肥液经过连接管渗回支管路205，再进入分管路204上连通的回液管路207内，并沿回液管路207流回储液池3，完成一次潮汐灌溉。

植物的根系负责吸收水分和肥料，在植物的成长过程中尤为关键，而发明人之前采用的潮汐灌溉方式，水肥液不是由上至下渗透便是由下到上漫灌，植物根系需朝着一个方向尽量伸长才能获得足够多的水肥。在本实施例中，水肥液到达杯罩102内部以后，会透过无纺布由种植容器1中心的杯罩102开始向四周扩散，在排液后，一部分液体会保留在支脚104空腔105内，起到储存液体功能，也保证了营养液在根际周围基质中的均衡扩散，更有利于植物根系均匀分散生长，而杯罩102中因上部格栅103的良好透气性，杯罩内会很快干燥，而使植物根系向支脚104空腔105水分保留时间长的部位延伸，从而防止根系向杯罩102内伸展而堵塞的现象发生。同时，由于膨大部位206的存在，每次的灌溉均会形成基质内外的空气压差，使基质中的空气因灌水和干燥的过程而得以换气，有利于根系的健康生长和水肥吸收。当灌溉结束，水肥液渗回杯罩102中，并由进出液管101返回支管路205时，杯罩102上露出基质表面的格栅103吸入富含氧气的新鲜空气，一方面完成第二次换气作用，另一方面促使杯罩102内的潮湿空气尽快干燥，防止植物根系因向水性伸生长进入给排液管道内造成堵塞。

本发明实现了灌溉时水肥液的自动控制，不会出现水肥液体从种植容器1上溢流的现象；灌溉方式由原来的漫灌变为***直接供给植物容器，避免了水肥液体受到污染和浪费的问题，同时避免了温室内因过度潮湿带来的病虫害防控难题；通过种植容器1内部大面积直接供给水肥，解决进出水口堵塞问题的同时实现水肥供给均匀；膨大部位206的设置为水肥液提供缓冲空间，保证水肥液体进入种植容器1时平缓温和，同时也对基质内的换气功能做出贡献。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种分布式潮汐灌溉栽培***，其特征在于，包括储液池（3）、水肥输送机构和种植容器（1）；

所述水肥输送机构包括潜水泵（201）、给液管路（202）和回液管路（207）；

所述潜水泵（201）置于储液池（3）底部，且与给液管路（202）相连；所述给液管路（202）的另一端与种植容器（1）的内部连通；

所述给液管路（202）上设有给液控制阀（203）；

所述回液管路（207）标高低于给液管路（202），一端与所述给液管路（202）上给液控制阀（203）与种植容器（1）之间的部分导通，另一端与所述储液池（3）导通；所述回液管路（207）设有排液控制阀（208）；

还包括溢流管路（212），所述溢流管路（212）一端与所述给液管路（202）上的给液控制阀（203）与种植容器（1）之间的部分连通，另一端与回液管路（207）上排液控制阀（208）与储液池（3）之间的部分连通；所述溢流管路（212）的限位高度与其连通的给液管路（202）所对应的种植容器（1）的最高液位相匹配。

2.根据权利要求1所述的分布式潮汐灌溉栽培***，其特征在于，所述给液管路（202）分为与所述储液池（3）相连的主管路和分管路（204），每条分管路（204）上均设有给液控制阀（203）；所述分管路（204）末端形成与种植容器（1）数目相应的支管路（205）；所述支管路（205）与种植容器（1）的内部连通。

3.根据权利要求2所述的分布式潮汐灌溉栽培***，其特征在于，所述分管路（204）上至少部分管路比主管路粗，该较粗部分管路形成膨大部位（206）。

4.根据权利要求1所述的分布式潮汐灌溉栽培***，其特征在于，所述种植容器（1）的容器体下部设有与所述容器体内部导通的进出液管（101），所述容器体内部设有覆盖所述进出液管（101）管口的杯罩（102）；所述杯罩（102）上设有出水口；所述给液管路（202）与所述的进出液管（101）连通。

5.根据权利要求4所述的分布式潮汐灌溉栽培***，其特征在于，所述出水口为均布杯罩（102）表面的格栅（103）或孔隙；所述格栅（103）或孔隙表面覆盖有无纺布或网纱。

6.根据权利要求5所述的分布式潮汐灌溉栽培***，其特征在于，所述格栅（103）或孔隙部分高于所述种植容器（1）内的最高容量位置。

7.根据权利要求4-6任一所述的分布式潮汐灌溉栽培***，其特征在于，所述杯罩（102）为方柱状、圆柱状或圆锥状。

8.根据权利要求1-6任一所述的分布式潮汐灌溉栽培***，其特征在于，所述给液管路（202）上还连有搅拌支管（209），所述搅拌支管（209）另一端与储液池（3）连通；所述搅拌支管（209）上设有搅拌控制阀（210）。

9.根据权利要求1-6任一所述的分布式潮汐灌溉栽培***，其特征在于，所述种植容器（1）设有支脚（104），所述支脚（104）内部为空腔（105），且空腔（105）与种植容器（1）的内部导通。

10.根据权利要求4-6任一所述的分布式潮汐灌溉栽培***，其特征在于，所述种植容器（1）内部表面靠近进出液管（101）管口向远离种植容器（1）内部的方向缩进，形成杯罩安装区域（106），所述杯罩安装区域（106）上设有卡位结构（107）。