CN107960242A - 日光温室分区滴灌和二氧化碳加富***及应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种日光温室分区滴灌和二氧化碳加富***，包括分区滴灌装置和二氧化碳加富装置，所述分区滴灌装置包括设置在栽培畦中的中间滴灌带和设置在所述中间滴灌带两侧且与中间滴灌带平行的侧滴灌带，所述中间滴灌带上的滴头与侧滴灌带上的滴头交错分布；所述二氧化碳加富装置包括连接有出气管道的储气装置、安装在所述出气管道上的电磁阀，以及与所述电磁阀电连接的时控开关。本发明在日光温室栽培条件下采用滴灌技术，更精准的布置滴灌带间距和滴头间距，提出了分区滴灌的灌溉模式，配合二氧化碳加富措施，在灌溉量不变的前提下，使日光温室内栽培作物产量和水分利用效率大幅提高。

Description

日光温室分区滴灌和二氧化碳加富***及应用方法

技术领域

本发明涉及设施农业栽培领域，尤其涉及到日光温室高产节水栽培，具体为一种日光温室分区滴灌和二氧化碳加富***及应用方法。

背景技术

2015年，农业部制定出台了《农业部关于打好农业面源污染防治攻坚战的实施意见》，明确要求到2020年，实现“一控两减三基本”的目标，明确指出要提高水分利用效率和实现化肥使用量的零增长。近年来我国设施蔬菜产业为追求经济效益，盲目的增加灌溉量，带来了水分利用效率低，蔬菜品质差、土壤结构变差等一系列问题。

为提高水分利用效率，调亏灌溉技术应运而生，这种非充分灌溉方式能给予作物根系适当干旱刺激，一是在植株营养生长阶段调节气孔部分开闭，降低蒸腾作用，降低水分消耗，提高水分利用效率，减少冗余生长；二是促进植株根系的生长，增大根际范围，提高植株对水肥的利用效率，已在黄瓜、葡萄、甜椒、番茄、胡萝卜等多种植物上进行了试验与探索。虽然调亏灌溉起到了节水效果，但产量却出现下降。

之后又提出控制***替灌溉的概念，为我国农业提高水分利用效率，维持干旱地区农业可持续发展提供了可行的思路。但是目前被应用的控制***替灌溉技术仍然存在不足，会使某些植株出现早衰的现象，而且其衰老的进程要快于常规灌溉处理的植株，黄瓜具体表现在主蔓节间伸长变缓、叶片退绿黄化加快、新生叶延展缓慢等；通过统计整个结瓜期的产量数据发现，在结瓜末期，采用现有交替滴灌处理的植株产量是低于常规灌溉处理的植株，这种在控制***替灌溉处理下产生的作物早衰和减产现象，被称之为控制***替灌溉技术的“副作用”。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种日光温室分区滴灌和二氧化碳加富***及应用方法，既提高了日光温室内农作物产量，又提高了水分利用率。

本发明是通过如下技术方案实现的，提供一种日光温室分区滴灌和二氧化碳加富***，包括分区滴灌装置和二氧化碳加富装置，所述分区滴灌装置包括设置在栽培畦中的中间滴灌带和设置在所述中间滴灌带两侧且与中间滴灌带平行的侧滴灌带，所述中间滴灌带上的滴头与侧滴灌带上的滴头交错分布，且中间滴灌带上的滴头间距与侧滴灌带上的滴头间距不同；所述二氧化碳加富装置包括连接有出气管道的储气装置、安装在所述出气管道上的电磁阀，以及与所述电磁阀电连接的时控开关。

本方案通过使用三条滴灌带的滴灌方式进行分区滴灌，且中间滴灌带上的滴头与侧滴灌带上的滴头交错分布，使滴头呈三角形交错分布，减小了三条滴灌带滴头间的湿润锋重叠，减少了水分纵向运移过快造成的渗漏，灌溉时交替使用中间滴灌带和两侧滴灌带；通过设置时控开关控制二氧化碳向日光温室内的排放，对二氧化碳排放量的可控性更高，与分区的滴灌相结合，在灌溉量不变的前提下，使日光温室内栽培作物产量和水分利用效率大幅提高。

作为优化，所述中间滴灌带上滴头的间距为15cm，侧滴灌带上滴头的间距为30cm，中间滴灌带与侧滴灌带的间距为20cm。本优化方案的间距设置可以使得在灌水量相同的情况下三条滴灌带滴头间的湿润锋重叠最小，最大程度的减少水分纵向运移过快造成的渗漏。

作为优选，所述储气装置包括若干二氧化碳钢瓶，各二氧化碳钢瓶的出气口连通至所述电磁阀。本优选方案的出气装置成本低，保证了足够的气量，避免频繁更换。

作为优化，所述出气管道上开设有若干均匀分布的出气孔。可以使二氧化碳气体均匀排放到日光温室内。

一种日光温室分区滴灌和二氧化碳加富***的应用方法，具体如下：

（1）在栽培畦中平行布置三条滴灌带，中间滴灌带上的滴头与两侧滴灌带上的滴头交错分布，滴灌时交替使用中间滴灌带和两侧两条滴灌带；

（2）滴灌时各滴头的流量为2.7 L/h，最大工作压力均为0.25 Mpa；

（3）通过时控开关控制电磁阀的通断，对温室内补充二氧化碳。

使用本方法进行灌溉时，滴灌带交替使用，调节作物生长，促进产量提高，同时提高了滴灌水的利用率，在保证正常需求的情况下节省了滴灌用水，交错的滴头分布方式减小了湿润锋重叠；利用时控开关控制二氧化碳的补充，自动化程度高，且便于控制。

现有的交替灌溉技术可导致植物叶片气孔部分关闭，在较低程度的影响净光合速率的同时显著降低蒸腾速率，从而达到节水的目的。通过分析现有的光合数据发现，现有交替灌溉技术处理的植株光化学能有盈余，过剩的激发能通过热耗散的途径散失；且同时发现采用现有交替灌溉技术处理的植株的净光合速率出现降低（由其净光合速率降低的同时，气孔导度和胞间CO₂也同时降低，可知是气孔因素限制其净光合速率），其原因是胞间CO₂浓度限制了交替灌溉技术处理的植株的净光合速率的继续升高，碳同化过程受阻，导致了NADPH、ATP的积累，最终造成非环式电子传递链受阻，过剩的激发能必须通过热耗散途径散失。

本发明的有益效果为：通过二氧化碳加富装置提高空气和胞间CO₂浓度差，增大胞间CO₂浓度，补偿由于气孔阻力增加带来的碳同化原料不足，在降低蒸腾速率的同时不影响光合碳同化，达到节水增产的目的；同时，为降低灌溉水源渗漏的比例，在日光温室栽培条件下采用滴灌技术，更精准的布置滴灌带间距和滴头间距，提出了分区滴灌的灌溉模式，配合二氧化碳加富措施，在灌溉量不变的前提下，使日光温室内栽培作物产量和水分利用效率大幅提高。

附图说明

图1为本发明中二氧化碳加富装置结构示意图；

图2为本发明中分区滴灌装置结构示意图；

图3为本发明滴灌带与作物定植模式图；

图4为本发明滴灌带与湿润面积示意图；

图中所示：

1、二氧化碳钢瓶，2、电磁阀，3、时控开关，4、出气管道，5、侧滴灌带，6、中间滴灌带。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。

如图1所示一种日光温室分区滴灌和二氧化碳加富***，包括分区滴灌装置和二氧化碳加富装置，所述分区滴灌装置包括设置在栽培畦中的中间滴灌带6和设置在所述中间滴灌带6两侧且与中间滴灌带平行的侧滴灌带5，所述中间滴灌带6上的滴头与侧滴灌带5上的滴头交错分布。中间滴灌带6上滴头的间距C为15cm，侧滴灌带5上滴头的间距A为30cm，中间滴灌带6与侧滴灌带5的间距B为20cm。

所述二氧化碳加富装置包括连接有出气管道4的储气装置、安装在所述出气管道4上的电磁阀2，以及与所述电磁阀2电连接的时控开关3。储气装置包括若干二氧化碳钢瓶1，各二氧化碳钢瓶的出气口连通至所述电磁阀。出气管道4上开设有若干均匀分布的出气孔。

一种日光温室分区滴灌和二氧化碳加富***的应用方法，具体如下：

（1）在栽培畦中平行布置三条滴灌带，中间滴灌带上的滴头与两侧滴灌带上的滴头交错分布，滴灌时交替使用中间滴灌带和两侧两条滴灌带；

（2）滴灌时各滴头的流量为2.7 L/h，最大工作压力均为0.25 Mpa；

（3）通过时控开关控制电磁阀的通断，对温室内补充二氧化碳。

具体应用时，在日光温室内栽种作物后，采取分区滴灌的方式浇水，通过时控开关定时，在每天的9:00至11:00和13:00至15:00启动电磁阀，使二氧化碳钢瓶内的气体通过出气管道排出，为作物补充二氧化碳。

分区滴灌的布置方式为：栽培畦南北长7 m，东西宽1.2 m，其中栽培畦宽0.7 m，过道宽0.5 m，作物采取双行三角形交错栽培模式，小行距30 cm，大行距120 cm，株距30 cm。采取膜下滴灌方式，在栽培畦内布置三条滴灌带，中间滴灌带滴头间距为15 cm，布置在栽培畦中间位置，两侧滴灌带滴头间距为30 cm，布置在中间滴灌带左右两侧，与中间滴灌带间距为20 cm；所有滴灌带滴头流量均为2.7 L/h，最大工作压力均为0.25 Mpa。

分区滴灌灌溉时交替使用两侧两条滴灌带或中间一条滴灌带。滴灌带滴头采取三角形交错方式布置，为保证分区滴灌的三根滴灌带均为三角形交错方式布置，中间滴灌带的滴头间距为15 cm，使得在灌水量相同的情况下三条滴灌带滴头间的湿润锋重叠最小，最大程度的减少水分纵向运移过快造成的渗漏。

当然，上述说明也并不仅限于上述举例，本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述；以上实施例及附图仅用于说明本发明的技术方案并非是对本发明的限制，参照优选的实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本发明的宗旨，也应属于本发明的权利要求保护范围。

Claims (5)

1.一种日光温室分区滴灌和二氧化碳加富***，其特征在于：包括分区滴灌装置和二氧化碳加富装置，所述分区滴灌装置包括设置在栽培畦中的中间滴灌带（6）和设置在所述中间滴灌带（6）两侧且与中间滴灌带平行的侧滴灌带（5），所述中间滴灌带（6）上的滴头与侧滴灌带（5）上的滴头交错分布，且中间滴灌带（6）上的滴头间距与侧滴灌带（5）上的滴头间距不同；所述二氧化碳加富装置包括连接有出气管道（4）的储气装置、安装在所述出气管道（4）上的电磁阀（2），以及与所述电磁阀（2）电连接的时控开关（3）。

2.根据权利要求1所述的日光温室分区滴灌和二氧化碳加富***，其特征在于：所述中间滴灌带（6）上滴头的间距为15cm，侧滴灌带（5）上滴头的间距为30cm，中间滴灌带（6）与侧滴灌带（5）的间距为20cm。

3.根据权利要求1所述的日光温室分区滴灌和二氧化碳加富***，其特征在于：所述储气装置包括若干二氧化碳钢瓶（1），各二氧化碳钢瓶的出气口连通至所述电磁阀。

4.根据权利要求1或3所述的日光温室分区滴灌和二氧化碳加富***，其特征在于：所述出气管道（4）上开设有若干均匀分布的出气孔。

5.一种日光温室分区滴灌和二氧化碳加富***的应用方法，其特征在于：

（1）在栽培畦中平行布置三条滴灌带，中间滴灌带上的滴头与两侧滴灌带上的滴头交错分布，滴灌时交替使用中间滴灌带和两侧两条滴灌带；

（2）滴灌时各滴头的流量为2.7 L/h，最大工作压力均为0.25 Mpa；

（3）通过时控开关控制电磁阀的通断，对温室内补充二氧化碳。