CN109122220A - 一种水沃柑滴灌*** - Google Patents

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Abstract

本发明涉及农业种植技术领域，尤其是一种水沃柑滴灌***,包括种植行、所述给水装置、肥料施灌装置、控制器及管理模块，所述给水装置包括滴灌管、储水箱及供水泵，并用于对所述种植行进行滴灌；所述肥料施灌装置包括储料箱、搅拌桨、排料管及施肥管，所述排料管通过排浆泵与所述储料箱导通连接，所述施肥管分别位于每一所述种植行上并与所述排料管导通连接，所述施肥管包括管体及螺旋推料杆，所述施肥口均装设有第一流量阀、第一开关阀及肥料喷头；所述控制器能够根据管理模块对所述水循环装置及所述肥料施灌装置进行控制。本发明的一种水沃柑滴灌***，能够实现根据沃柑的生长状况及土壤情况进行智能滴灌及施肥，大大减小了人工因素的影响。

Description

一种水沃柑滴灌***
技术领域
本发明涉及农业种植技术领域，尤其是一种水沃柑滴灌***。
背景技术
沃柑是中国柑桔研究所重庆柑桔圃于2004年从韩国济州柑桔场引进,该品种来源于以色列的orah,是坦普尔脐橙与丹西红桔的杂交种,属于宽皮柑桔类型,是一个晚熟高糖品种。
传统柑橘的成熟期为每年12月份左右,而将传统柑橘进行品种改良和技术配套后，果实成熟期延迟到次年2月后的柑橘就属于晚熟柑橘。这种沃柑和普通晚熟柑橘比起来，挂树期更是可以延长到次年6月左右，是典型的柑橘中的“晚熟大王”。不仅如此，这种柑橘的含糖量也远远高于普通柑橘，具有成熟期晚、采摘期长、口感鲜美爽口、容易剥皮等诸多优点。随着经济的发展，人们对水果的口感和健康度的追求也逐渐增强，在这些方面的优点使得沃柑的市场需求日益倍增，因此沃柑产业在国内具有广阔的市场前景和经济效益。
由于沃柑的优点众多，因此沃柑的种植要求相对于传统柑橘要高，需要合适的灌溉量，过多或过少的水分均会导致沃柑产量降低。沃柑的种植可采用滴灌的方式为沃柑提供水分，但是目前的滴灌设备大多数都是手动式或者半自动式工作模式，这种模式由于灌溉的合理与否，取决于管理人员的知识、经验等，这往往容易导致作物对水的需求度和管理人员的经验得不到有效组合；并且在沃柑种植过程中，施肥合适量也取决于管理人员的知识、经验等。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种水沃柑滴灌***，能够实现根据沃柑的生长状况及土壤情况进行智能滴灌及施肥，大大减小了人工因素对滴灌及施肥效果的影响。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种水沃柑滴灌***，包括种植行、给水装置、肥料施灌装置及控制器，
所述给水装置包括滴灌管、储水箱及供水泵，所述滴灌管通过供水管与所述储水箱导通连接并装设在种植行上，所述储水箱设有进水管，所述进水管设有进水阀，所述供水泵装设在所述供水管上；所述滴灌管包括管体、气缸及调节板，所述管体设有若干个滴灌部，所述滴灌部设有滴灌孔，所述调节板设于所述管体内并与所述管体的内壁结构相互契合，所述调节杆的一面设有能够穿入所述滴灌孔的锥形控速件，另一面与所述气缸传动连接；
所述肥料施灌装置包括储料箱、搅拌桨、排料管及施肥管，所述储料箱设有若干进料管；所述搅拌桨位于所述储料箱的底部并通过第一电机驱动；所述排料管通过排浆泵与所述储料箱导通连接，所述施肥管分别位于每一所述种植行上并与所述排料管导通连接，所述施肥管包括管体及螺旋推料杆，所述螺旋推料杆位于所述管体内并通过第二电机驱动，所述管体设有若干施肥口，所述施肥口均装设有第一流量阀、第一开关阀及肥料喷头；
所述控制器分别与所述进水阀、所述供水泵、所述气缸、所述第一电机、所述第二电机、所述排浆泵、所述第一流量阀及所述第一开关阀控制连接。
进一步地，还包括管理模块，所述管理模块包括数据采集子模块、农业信息获取子模块、生长情况录入子模块、数据分析和处理子模块及数据服务器子模块，
所述数据采集子模块用于通过传感器采集种植土壤的数据；
所述农业信息获取子模块用于与农业信息网站数据连接，并通过关键字的方法提取与沃柑相关的信息；
所述生长情况录入子模块用于对沃柑幼苗生长各阶段的信息录入，并能够提供记用于记录沃柑的各生长周期时间、各生成周期的形态特征的表格；
所述数据分析和处理子模块根据所述数据采集子模块、所述农业信息获取子模块与生长情况录入子模块的数据比较、分析及生成所述控制器能够识别的棚体环境方案及施肥方案；
所述数据服务器子模块用于储存所述数据采集子模块、所述农业信息获取子模块及生长情况录入子模块的数据，并将数据发送到所述数据分析和处理子模块。
进一步地，所述数据采集子模块包括埋设在土壤中的土壤水分传感器、土壤氮磷钾检测传感器、土壤温度传感器、土壤盐分传感器及土壤CO2传感器；每一传感器所埋设的位置及数量均与所述滴灌部及所述肥料喷头相对应。
进一步地，所述进料管上均设有第二流量阀及第二开关阀，所述第二流量阀及所述第二开关阀分别与所述控制器电连接。
进一步地，所述调节板设有控速件的一面铺设有密封胶。
进一步地，还包括水循环装置，所述水循环装置包括挡土渗水架及排水道，所述挡土渗水架位于所述种植行的底部，所述挡土渗水架的横截面为梯形结构并靠近所述种植行的一边为窄边，所述挡土渗水架为双层结构并包括挡土网架及土工布，所述挡土网架位于靠近土壤的一面；所述排水道位于所述挡土渗水架内并通过管道与所述储水箱导通连接；所述储水箱内设有过滤层，所述过滤层包括石英砂层及活性炭层。
进一步地，所述排水道的底部设有一坡面，所述坡面的低端设有排水口，所述排水口与所述管道导通连接。
进一步地，所述储水箱设有盖体，所述盖体与所述储水箱铰接。
本发明的有益效果是，
1.水循环装置通过挡土渗水架将土壤中多余的水分排出到排水渠，避免沃柑树的根部被积水浸泡，造成烂根；由于沃柑的种植环境一般位于温暖的南方，而南方的降雨往往较丰富，挡土渗水架横截面为梯形结构能够增大土壤的渗水面积，能够有效避免由于降雨量较大而导致积水浸泡根部。
2.挡土网架能对土工布进行保护，避免土工布被土壤中的坚硬物划破，土工布能够避免土壤中的营养物质随着水的渗出而流失；储水箱内设有的过滤层，通过石英砂层及活性炭层依次对土壤渗出的水进行过滤，能够有效土壤中渗出的水进行过滤，避免有害物质对土壤的二次污染。
3.管体设有若干个滴灌部，滴灌部设有滴灌孔，在供水泵的作用下，储水箱内的水能够由滴灌孔对种植行上的沃柑树进行滴灌。调节板在气缸的作用下，能够控制控速件位于滴灌孔的位置，从而使得滴灌孔的孔径能够根据控速件位于滴灌孔的深度而改变，实现滴灌流量的控制。控速件能够对滴灌孔进行疏通，避免滴灌孔堵塞。
3.肥料施灌装置通过进料管上的第一流量阀及第一开关阀，根据数据分析和处理子模块的信息和控制器的作用下，实现肥料的自动配比及添加，减少人工施肥的误差性。
4.由于每一棵沃柑树及每一处土地均可能存在差异性，管体设有若干施肥口和管体设有若干个滴灌部，每一传感器所埋设的位置及数量均与肥料喷头及滴灌部相对应，能够将种植行分为若干段进行管理，针对每一沃柑树的营养需求不同，而采用不同的施肥量及水量。
附图说明
图1是本发明一较佳实施方式的水沃柑滴灌***的结构示意图。
图2是本发明一较佳实施方式的水沃柑滴灌***的滴灌管结构示意图
图3是本发明一较佳实施方式的水沃柑滴灌***的滴灌管剖视图。
图4是本发明一较佳实施方式的水沃柑滴灌***的排料管结构示意图。
图5是本发明一较佳实施方式的水沃柑滴灌***的排水道结构示意图。
图6是是本发明一较佳实施方式的水沃柑滴灌***的控制框图。
图中，1-种植行，2-滴灌管，201-管体，202-气缸，203-调节板，204-滴灌部，205-滴灌孔，206-控速件，207-密封胶，21-储水箱，211-进水管，212-盖体，22-供水泵，23-供水管，3-储料箱，301-进料管，31-搅拌机，311-第一电机，32-排料管，321-排浆泵，33-施肥管，331-管体，332-螺旋推料杆，333-施肥口，334-施肥喷头，34-第二电机，4-进水阀，41-第一流量阀，42-第一开关阀，43-第二流量阀，44-第二开关阀，51-数据采集子模块，511-土壤水分传感器，512-土壤氮磷钾检测传感器，513-土壤温度传感器，514-土壤盐分传感器，515-土壤CO2传感器,52-农业信息获取子模块，53-生长情况录入子模块，54-数据分析和处理子模块，55-数据服务器子模块，6-控制器，7-挡土渗水架，701-挡土网架，702-土工布，71-排水道，72-导管，73-过滤层，731-石英砂层，732-活性炭层。
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。
需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
一种水沃柑滴灌***，包括种植行1、给水装置、肥料施灌装置、水循环装置及控制器6，
给水装置包括滴灌管2、储水箱21及供水泵22。滴灌管2通过供水管23与储水箱21导通连接并装设在种植行1上，储水箱21设有进水管211，进水管211设有进水阀4，供水泵22装设在供水管23上。滴灌所用的水通过进水管211排入所述储水箱21内。
滴灌管2包括第一管体201、气缸202及调节板203，第一管体201设有若干个滴灌部204，滴灌部204设有滴灌孔205，调节板203设于第一管体201内并与第一管体201的内壁结构相互契合，调节杆203的一面设有能够穿入滴灌孔205的锥形控速件206，另一面与气缸202传动连接。第一管体201设有若干个滴灌部204能够对土壤进行分段滴灌，根据相同种植行1内不同土壤的湿度实现针对性滴灌。
在供水泵22的作用下，储水箱21内的水能够由滴灌孔205对种植行1上的沃柑树进行滴灌。调节板203在气缸的作用下，能够控制控速件206位于滴灌孔205的位置，从而使得滴灌孔205的孔径能够根据控速件206位于滴灌孔的深度而改变，实现滴灌流量的控制。控速件206能够对滴灌孔205进行疏通，避免滴灌孔205堵塞。
在本实施例中，调节板203设有控速件206的一面铺设有密封胶207，密封胶207能够防止水从滴灌孔205与控速件206之间的空隙中渗出。
水循环装置包括挡土渗水架7及排水道71，挡土渗水架7位于种植行1的底部，挡土渗水架7的横截面为梯形结构并靠近种植行1的一边为窄边，挡土渗水架7为双层结构并包括挡土网架701及土工布702，挡土网架701位于靠近土壤的一面；排水道71位于挡土渗水架7内并通过管道72与储水箱21导通连接；储水箱21内设有过滤层73，过滤层73包括石英砂层731及活性炭层732。水循环装置用于收集堆积在土壤中的水，避免沃柑树烂根，并且能够节约水资源。
排水道71位于挡土渗水架7内并通过管道72与储水箱21导通连接。在本实施例中，排水道71的底部设有一坡面711，所述坡面711的低端设有排水口712排水口712与管道221导通连接。这样的结构便于水的排放。
储水箱21内设有过滤层73，过滤层73包括石英砂层731及活性炭层732。在本实施例中，通过石英砂层731及活性炭层732依次对土壤渗出的水进行过滤，能够有效土壤中渗出的水进行过滤，避免有害物质对土壤的二次污染。
储水箱21设有盖体212，盖体212与储水箱21铰接。盖体212便于对过滤层73内的石英砂层731及活性炭层732进行更换。
肥料施灌装置包括储料箱3、搅拌桨31、排料管32及施肥管33。储料箱3设有若干进料管301。进料管301上均设有第二流量阀43及第二开关阀44，若干个进料管301能够实现将多种肥料送入储料箱31内。
搅拌桨31位于储料箱3的底部并通过第一电机311驱动。排料管32通过排浆泵321与储料箱3导通连接。搅拌机31用于对多种肥料进行混合搅拌。
施肥管33分别位于每一种植行1上并与排料管32导通连接，施肥管33包括第二管体331及螺旋推料杆332，螺旋推料杆332位于第二管体331内并通过第二电机34驱动，第二管体331设有若干施肥口333，施肥口333均装设有第一流量阀41、第一开关阀42及肥料喷头334。在第一流量阀41和第一开关阀42的作用下，实现对每一种植行1进行分段施灌。
控制器6分别与进水阀4、供水泵22、气缸202、第一电机311、第二电机34、排浆泵321、第一流量阀41、第一开关阀42、第二流量阀43及第二开关阀44控制连接。
管理模块包括数据采集子模块51、农业信息获取子模块52、生长情况录入子模块53、数据分析和处理子模块54及数据服务器子模块55。
数据采集子模块51用于通过传感器采集种植土壤的数据。
农业信息获取子模块52用于与农业信息网站数据连接，并通过关键字的方法提取与沃柑相关的信息。
数据采集子模块51包括埋设在土壤中的土壤水分传感器511、土壤氮磷钾检测传感器512、土壤温度传感器513、土壤盐分传感器514及土壤CO2传感器515。
每一传感器所埋设的位置及数量均与滴灌部204及肥料喷头324相对应。由于每一棵沃柑树及每一处土地均可能存在差异性，每一传感器所埋设的位置及数量均与肥料喷头334和滴灌部204相对应，能够将种植行1分为若干段进行管理，针对每一沃柑树的营养及水分需求不同，而采用不同的施肥量及滴灌量。
生长情况录入子模块53用于对沃柑幼苗生长各阶段的信息录入，并能够提供记用于记录沃柑的各生长周期时间、各生成周期的形态特征的表格。
数据分析和处理子模块54根据数据采集子模块51、农业信息获取子模块52与生长情况录入子模块53的数据比较、分析及生成控制器6能够识别的棚体环境方案及施肥方案。
数据服务器子模块55用于储存数据采集子模块51、农业信息获取子模块52及生长情况录入子模块53的数据，并将数据发送到数据分析和处理子模块54。
本发明中的控制过程为：
数据采集子模块51通过传感器用于通过传感器采集种植土壤的数据。农业信息获取模块52通过多个农业网站获取沃柑的种植技术信息及生长规律信息。种植者通过在生长情况录入模块53记录沃柑的各生长周期时间、各生成周期的形态特征。数据分析和处理子模块55能够根据数据采集子模块51、农业信息获取子模块52及生长情况录入子模块53的信息进行比较分析，并生成控制器6能够识别的施肥方案。
控制器6根据数据分析和处理模块55提供的方案对沃柑进行管理：
1.滴灌管理：控制器6根据数据分析和处理模块55的信息，控制供水泵22开启，使储水箱21内的水排由供水管23排向滴灌管2，控制器6根据数据分析和处理子模块55所提供的滴灌方案对气缸202进行控制，使第一管体201内的各个控速件206位于滴灌孔205内的合适位置。
2.肥料配比管理：控制器6根据数据分析和处理模块55的信息，分别控制各第二开关阀44的开启，使得多种肥料及水进入储料箱3；当第二流量阀43分别感应到各肥料及水根据设定比例进入储料箱3后，控制器6控制第二开关阀44关闭，同时控制第一电机331启动对肥料进行混合搅拌，完成了肥料的配比。
3.施肥控制，控制器6根据数据分析和处理模块55的信息，控制排浆泵321、第二电机34及第二管体331上所有的第一开关阀42打开，储料箱3内的肥料在排浆泵321及第二电机34的作用下由施肥口333排到土壤中。当某段土壤所对应的第一流量阀41到达设定值时，控制器6控制该段土壤所对应的第一开关阀42关闭，实现沃柑树的分段施灌管理。

Claims (8)

1.一种水沃柑滴灌***，其特征在于，包括种植行(1)、给水装置、肥料施灌装置及控制器(6)，
所述给水装置包括滴灌管(2)、储水箱(21)及供水泵(22)，所述滴灌管(2)通过供水管(23)与所述储水箱(21)导通连接并装设在种植行(1)上，所述储水箱(21)设有进水管(211)，所述进水管(211)设有进水阀(4)，所述供水泵(22)装设在所述供水管(23)上；所述滴灌管(2)包括第一管体(201)、气缸(202)及调节板(203)，所述第一管体(201)设有若干个滴灌部(204)，所述滴灌部(204)设有滴灌孔(205)，所述调节板(203)设于所述第一管体(201)内并与所述第一管体(201)的内壁结构相互契合，所述调节杆(203)的一面设有能够穿入所述滴灌孔(205)的锥形控速件(206)，另一面与所述气缸(202)传动连接；
所述肥料施灌装置包括储料箱(3)、搅拌桨(31)、排料管(32)及施肥管(33)，所述储料箱(3)设有若干进料管(301)；所述搅拌桨(31)位于所述储料箱(3)的底部并通过第一电机(311)驱动；所述排料管(32)通过排浆泵(321)与所述储料箱(3)导通连接，所述施肥管(33)分别位于每一所述种植行(1)上并与所述排料管(32)导通连接，所述施肥管(33)包括第二管体(331)及螺旋推料杆(332)，所述螺旋推料杆(332)位于所述第二管体(331)内并通过第二电机(34)驱动，所述第二管体(331)设有若干施肥口(333)，所述施肥口(333)均装设有第一流量阀(41)、第一开关阀(42)及肥料喷头(334)；
所述控制器(6)分别与所述进水阀(4)、所述供水泵(22)、所述气缸(202)、所述第一电机(311)、所述第二电机(34)、所述排浆泵(321)、所述第一流量阀(41)及所述第一开关阀(42)控制连接。
2.根据权利要求1所述的一种水沃柑滴灌***，其特征在于：还包括管理模块，所述管理模块包括数据采集子模块(51)、农业信息获取子模块(52)、生长情况录入子模块(53)、数据分析和处理子模块(54)及数据服务器子模块(55)，
所述数据采集子模块(51)用于通过传感器采集种植土壤的数据；
所述农业信息获取子模块(52)用于与农业信息网站数据连接，并通过关键字的方法提取与沃柑相关的信息；
所述生长情况录入子模块(53)用于对沃柑幼苗生长各阶段的信息录入，并能够提供记用于记录沃柑的各生长周期时间、各生成周期的形态特征的表格；
所述数据分析和处理子模块(54)根据所述数据采集子模块(51)、所述农业信息获取子模块(52)与生长情况录入子模块(53)的数据比较、分析及生成所述控制器(6)能够识别的棚体环境方案及施肥方案；
所述数据服务器子模块(55)用于储存所述数据采集子模块(51)、所述农业信息获取子模块(52)及生长情况录入子模块(53)的数据，并将数据发送到所述数据分析和处理子模块(54)。
3.根据权利要求1-2所述的一种水沃柑滴灌***，其特征在于：所述数据采集子模块(51)包括埋设在土壤中的土壤水分传感器(511)、土壤氮磷钾检测传感器(512)、土壤温度传感器(513)、土壤盐分传感器(514)及土壤CO2传感器(515)；每一传感器所埋设的位置及数量均与所述滴灌部(204)及所述肥料喷头(324)相对应。
4.根据权利要求1所述的一种水沃柑滴灌***，其特征在于：所述进料管(301)上均设有第二流量阀(43)及第二开关阀(44)，所述第二流量阀(43)及所述第二开关阀(44)分别与所述控制器(6)电连接。
5.根据权利要求1所述的一种水沃柑滴灌***，其特征在于：所述调节板(203)设有控速件(206)的一面铺设有密封胶(207)。
6.根据权利要求1所述的一种水沃柑滴灌***，其特征在于：还包括水循环装置，所述水循环装置包括挡土渗水架(7)及排水道(71)，所述挡土渗水架(7)位于所述种植行(1)的底部，所述挡土渗水架(7)的横截面为梯形结构并靠近所述种植行(1)的一边为窄边，所述挡土渗水架(7)为双层结构并包括挡土网架(701)及土工布(702)，所述挡土网架(701)位于靠近土壤的一面；所述排水道(71)位于所述挡土渗水架(7)内并通过管道(72)与所述储水箱(21)导通连接；所述储水箱(21)内设有过滤层(73)，所述过滤层(73)包括石英砂层(731)及活性炭层(732)。
7.根据权利要求6所述的一种水沃柑滴灌***，其特征在于：所述排水道(71)的底部设有一坡面(711)，所述坡面(711)的低端设有排水口(712)，所述排水口(712)与所述管道(721)导通连接。
8.根据权利要求6所述的一种水沃柑滴灌***，其特征在于：所述储水箱(21)设有盖体(212)，所述盖体(212)与所述储水箱(21)铰接。
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