CN109997561A - 水肥一体化研究试验田 - Google Patents
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Abstract
水肥一体化研究试验田，用于方便研究不同的灌溉方式、控释肥添加比例及追肥方式对农作物的生长的促进作用。它包括：外框，在外框中部设有轨道，在轨道的左侧和右侧分别设有一根第一隔板，在第一隔板与外框之间、第一隔板与轨道之间均设有若干等间距设置的第二隔板，第一、第二隔板的设置使得外框内侧形成若干个独立的试验区；土筐，土筐放置在试验区内；滴灌单元，滴灌单元包括若干滴灌管；微喷单元，微喷单元包括若干微喷喷头；起吊单元，起吊单元滑动设置在轨道上，起吊单元对土筐进行起吊和转移。该试验田可方便研究不同的灌溉方式、控释肥添加比例及追肥方式对农作物的生长的促进作用。
Description
技术领域
本发明涉及水肥一体化技术领域，具体地说是一种水肥一体化研究试验田。
背景技术
水肥一体化技术，指灌溉与施肥融为一体的农业新技术。水肥一体化是借助压力***(或地形自然落差)，将可溶性固体或液体肥料，按土壤养分含量和作物种类的需肥规律和特点，配兑成的肥液与灌溉水一起，通过可控管道***供水、供肥，使水肥相融后，通过管道和滴头形成滴灌,均匀、定时、定量浸润作物根系发育生长区域，使主要根系土壤始终保持疏松和适宜的含水量；同时根据不同的作物的需肥特点，土壤环境和养分含量状况,作物不同生长期需水，需肥规律情况进行不同生育期的需求设计，把水分、养分定时定量，按比例直接提供给作物。控释肥是现代肥料发展的主要方向，研究控释肥与基肥耦合应用以提高肥效、促进农作物生长是肥料应用的主力方向。因此急需一种水肥一体化研究试验田，用于研究不同灌溉方式、不同控释肥添加比例、不同追肥时期及追肥量对农作物生长的促进作用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水肥一体化研究试验田，用于方便研究不同的灌溉方式、控释肥添加比例及追肥方式对农作物的生长的促进作用。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：水肥一体化研究试验田，其特征是，它包括：
外框，所述外框为矩形结构，在外框的前侧设有围板，在外框中部设有轨道，在轨道的左侧和右侧分别设有一根第一隔板，在第一隔板与外框之间、第一隔板与轨道之间均设有若干等间距设置的第二隔板，第一、第二隔板的设置使得外框内侧形成若干个独立的试验区；在围板内侧设有分居轨道左右两侧的第三隔板，第三隔板与轨道之间为处理区，第三隔板与外框之间为称量区，在称量区设有电子秤；
土筐，所述土筐放置在试验区内；
滴灌单元，所述滴灌单元包括若干滴灌管，滴灌管设置在轨道左侧；
微喷单元，所述微喷单元包括设置在轨道左侧和右侧的若干微喷喷头；
起吊单元，起吊单元滑动设置在轨道上，起吊单元对土筐进行起吊和转移。
进一步地，在土筐内腔的下部设有两块底板，在土筐的左侧内壁和右侧内壁上均设有凸起，底板与对应的凸起铰接，在左侧底板的底部固定有第一插块，在右侧底板的底部固定有第二插块，在第一插块和第二插块之间设置插杆。
进一步地，在土筐的顶部设有一对吊耳。
进一步地，在轨道内设有主管，在主管上设有第一支管，在第一支管与滴灌管之间设有第一连接管。
进一步地，在主管与微喷喷头之间设有第二支管。
进一步地，在滴灌管上固定有一对外环，在滴灌管的左侧和右侧分别设有四个导向轮，在导向轮之间设有同步带，同步带与外环固定连接；滴灌管左侧的导向轮与滴灌管右侧的导向轮同步动作，滴灌管与外框顶部接触。
进一步地，滴灌管左侧的某一导向轮与滴灌管右侧对应的导向轮之间设有固定轴。
进一步地，起吊单元包括滑动设置在轨道上的移动台、固定在移动台上的竖杆、固定在竖杆上的横梁、固定在横梁底部的支架、固定在支架上的提升电机、固定在提升电机输出端的绕线轮、设置在支架下方的支撑块、转动安装在支撑块上的升降轮、固定在支撑块底部的一对拉链、固定在拉链底部的挂钩、设置在绕线轮与升降轮之间的提拉绳，提拉绳的第一端与支架固定连接，提拉绳在绕线轮上缠绕几圈后与升降轮底部接触，提拉绳的第二端与绕线轮外壁固定连接。
进一步地，在移动台的底部设有导轨槽，在轨道顶部设有与导轨槽滑动连接的导轨。
本发明的有益效果是：本发明提供的水肥一体化研究试验田，可以方便的进行对照试验，且能研究控释肥添加比例因素、灌溉方式因素、追肥方式因素对农作物生长的影响，进而选择出最优方案。
附图说明
图1为本发明的俯视示意图；
图2为外框的俯视示意图；
图3为土筐的正视图；
图4为土筐的剖视图；
图5为图4中的A处局部放大图；
图6为滴灌管的示意图；
图7为滴灌管驱动示意图之一；
图8为滴灌管驱动示意图之二；
图9为起吊单元的正视图；
图10为在起吊单元上设置喷药管的示意图；
图11为喷药管的示意图；
图12为喷药管的延伸机构示意图；
图13为喷药单元的示意图；
图14为起吊轮的示意图；
图15为主管与滴灌管、主管与微喷喷头的连接示意图；
图中：1外框，11第一隔板，12第二隔板，13试验区，14围板，15第三隔板，16称量区，17电子秤，18处理区，19轨道，191长槽，192导轨，2土筐，21吊耳，22凸起，23底板，24缺口，25第一插块，26第二插块，27插杆，28弧形槽，3滴灌管，31第一连接管，32第一支管，33外环，34导向轮，35同步带，36手柄，37主管，4微喷喷头，41第二支管，5移动台，51导轨槽，52竖杆，53驱动部件，54输出轴，55行走轮，56横梁，57加强杆，6支架，61绕线轮，62提升电机，63提拉绳，64支撑块，65升降轮，66拉链，67挂钩，7喷药管，71下杆，72中杆，73上杆，74第二连接管，75输送管，76药泵。
具体实施方式
本发明可用于控释肥添加比例、灌溉方式、追肥方式等变量对农作物生长的研究，特别是应用于对照试验中。如图1至图15所示，本发明主要包括外框1、土筐2、滴灌单元、微喷单元和起吊单元，下面结合附图对本发明进行详细描述。
如图1、图2所示，外框1为矩形结构，可以是混凝土浇筑围成的围墙，也可以由混凝土预制件组成，还可以是由砖砌成。外框内侧的地面为水泥地面，在外框的内侧设有两块竖向设置的第一隔板11以及若干水平设置的第二隔板12，两块第一隔板左右设置，在两第一隔板之间设有竖向的轨道19，轨道可以为钢筋混凝土结构，轨道的上表面应平整。第二隔板共设置有四组，分别设置在外框的左侧壁与左侧第一隔板之间、左侧第一隔板与轨道之间、轨道与右侧第一隔板之间、右侧第一隔板与外框的右侧壁之间，且每组的若干第二隔板之间等间距设置。这样，在外框内侧形成若干个试验区13，试验区的下层铺设砂石，以便于疏水。
在外框的前侧设有围板14，围板为“]”形结构且围板的开口朝向外框。围板也可以为混凝土结构，围板与外框之间设有两块第三隔板15，两第三隔板分居轨道的左右两侧，第三隔板、围板和外框之间围成称量区16，在称量区内放置有电子秤17，轨道、第三隔板、围板和外框之间围成处理区18，用于对试验完后的土壤进行处理，如：破碎等。
在轨道的顶部固定有一对平行设置的导轨192，导轨可以为钢轨。在轨道顶部的左侧还设有若干相互独立的长槽191。
在每一试验区内分别设有土筐2，如图3、图4所示，土筐2为长方体形的中空结构，在土筐的顶部设有一对吊耳21，以方便起吊。在土筐底部的内侧设有一对底板23，在底板上设有缺口24，在外框的左侧内壁和右侧内壁上设有凸起22，凸起置于缺口中并与底板铰接连接。如图5所示，在左侧的底板上固定有第一插块25，在右侧的底板上固定有第二插块26，第一、第二插块均固定在底板的底部，在第一、第二插块上设有圆孔，且第一、第二插块上的圆孔对齐后***插杆27，可以实现第一、第二插块的相对固定。
在土筐前侧壁和后侧壁的底部均设有弧形槽28，弧形槽的设置便于从正面和后面操作插杆的***和拔出。
在轨道左侧设有若干滴灌管3，滴灌管与长槽一一对应。如图6所示，滴灌管可以为硬管，如钢管，也可以为软管，如蛇皮管。滴灌管上设有若干小孔，用于水的流出。滴灌管的右端与第一连接管31连接，第一连接管为软管，第一连接管的左端与滴灌管连接，第一连接管的右端与第一支管32连接。在轨道的内侧设有主管37，第一支管与主管连接，主管内的水可以经第一支管进入滴灌管内。滴灌管直接放置在外框顶部，将土筐放入试验区后，调节滴灌管的位置，使得滴灌管上的小孔与农作物根部对齐。试验完成后，应将滴灌管移动至第二隔板上或外框前后壁上，以避免其阻碍土筐的移出。
如图7、图8所示，为便于驱动滴灌管的移动，在滴灌管的外壁上固定有一对外环33，在每一试验区的左侧和右侧分别设有四个导向轮34，且导向轮设置在对应位置的外框上、第二隔板上或者第一隔板上，在试验区同侧的四个导向轮之间设有同步带35，同步带与对应的外环固定连接。每一试验区左侧和右侧对应的两个导向轮之间设有固定轴以实现同步动作，在试验区左侧或右侧的任一个导向轮上设有手柄36，摇动手柄以驱动导向轮的转动。
在第一隔板与第二隔板的相交处设有微喷喷头4，且微喷喷头的出水口置于第一、第二隔板上方，如图15所示，微喷喷头的下端与第二支管41连接，第二支管还与主管连接，主管内的水可以经第二支管进入微喷喷头内。滴灌管、第一支管、第一连接管、主管构成了滴灌单元，微喷喷头、第二支管、主管构成了微喷单元，主管与自来水水管连接或与水泵连接。
为研究不同灌溉方式对农作物的影响，可以打开轨道左侧的滴灌管、轨道右侧的微喷喷头，这样对轨道左侧的农作物进行滴灌，对轨道右侧的农作物进行喷灌。轨道左侧的微喷喷头与轨道右侧的微喷喷头单位时间出水量也可以设置为不同，以研究微喷方式下不同出水量对农作物生长的影响。
为研究控释肥与基肥组成的混合肥料中，不同比例的控释肥对农作物生长的影响，在每一土筐内放置同等重量和土质的土壤。在不同的土筐内施加不同比例控释肥的混合肥，以研究不同比例控释肥组成的混合肥对农作物生长的影响。可以以土筐内腔竖向投影面为单位面积，该单位面积内添加的最佳控释肥比例与实际农田中添加比例一致。对于添加量，根据实际农田的面积大小，进行相应换算即可。当然还可以添加其他肥料，如有机肥，并可以研究有机肥、基肥和控释肥组成的混合肥中，不同占比下的有机肥对农作物生长的影响。
为研究不同生长时期追肥方式对农作物生长的影响，可以在农作物生长的不同时期，对不同土筐内的农作物进行不同程度的追肥。
试验完后，为对土筐内的土壤进行回收处理，以备下次使用时加入每个土筐内的土壤土质相同，在轨道上设置起吊单元。如图9、图10所示，起吊单元包括设置在轨道上的移动台5、固定在移动台顶部的竖杆52、固定在移动台上的驱动部件53、固定安装在驱动部件上的输出轴54、固定在输出轴两端的行走轮55、固定在竖杆顶部的横梁56、设置在横梁与竖杆之间的若干加强杆57、固定在横梁底部的四个支架6、转动安装在支架上的绕线轮61、驱动绕线轮的提升电机62、缠绕在绕线轮上的提拉绳63、设置在支架下方的支撑块64、转动安装在支撑块上的升降轮65、设置在支撑块底部的拉链66、固定在拉链下部的挂钩67，在移动台的底部设有与导轨滑动连接的导轨槽51，安装时将导轨伸入导轨槽内。驱动部件可以是柴油机，也可以是电机。提拉绳的第一端固定在支架上，提拉绳在绕线轮上缠绕几圈，提拉绳还与升降轮底部接触，提拉绳的第二端系在绕线轮上。这样绕线轮在提升电机的作用下转动时，提拉绳可以缠绕在绕线轮上，此时升降轮上升，挂钩上升；绕线轮反向转动时，提拉绳从绕线轮上解下一段，此时升降轮下降，挂钩下降。挂钩勾住吊耳，以实现对土筐的起吊。在每一支撑块的下方设有两根拉链和两个挂钩。
为研究不同加药方式对农作物生长的影响，在横梁下方设有四根喷药管7，如图11所示，喷药管的上部固定连接有两根下杆71，下杆外部套有中杆72，中杆外部套有上杆73，上杆与中杆之间、中杆与下杆之间设有顶丝。喷药管的顶部连接有第二连接管74，第二连接管也为软管，且第二连接管为螺旋形。四根第二连接管与同一根输送管75连接，输送管与固定在移动台上的药泵76连接。使用时，将下杆从中杆内拉出、中杆从上杆内拉出，此时喷药管落下，然后驱动移动台移动、药泵工作，此时喷药管一边移动一边喷洒肥料。不同喷药管上设置不同大小的喷药孔，且喷药管上的喷药孔可以单独控制。追肥时通过土施或者喷施研究不同追肥方式对农作物生长的影响。
下面对本发明的使用进行描述：
(1)研究不同比例控释肥对农作物生长的影响时，在土筐内放置同等土质和分量的土壤，随后栽种农作物，在不同土筐内施加不同控释肥占比的混合肥。
(2)研究不同灌溉方式对农作物生长的影响时，在土筐内放置同等土质和分量的土壤，随后栽种农作物，对不同土筐内的农作物进行不同的灌溉方式，滴灌或者微喷。
(3)研究不同追肥方式对农作物生长的影响时，在土筐内放置同等土质和分量的土壤，随后栽种农作物，对不同土筐内的农作物在不同时期进行不同剂量的追肥。
(4)研究不同控释肥添加比例与配套的灌溉方式、追肥方式时，在土筐内放置同等土质和分量的土壤，随后栽种农作物，向不同土筐内添加不同占比控释肥的混合肥、对不同的土筐进行不同的灌溉方式、对不同土筐内的农作物进行不同的追肥方式。
研究不同占比控释肥对农作物的影响时，可以在电子秤上进行称量。试验完后，将土筐吊起转移至处理区，将土壤倒入处理区进行充分搅拌均匀，以备下次使用。此时，将插杆拔出，在土壤重力的作用下两个底板绕铰接轴转动，打开土筐底部，此时土壤自然下落。
Claims (9)
1.水肥一体化研究试验田，其特征是，它包括：
外框，所述外框为矩形结构，在外框的前侧设有围板，在外框中部设有轨道，在轨道的左侧和右侧分别设有一根第一隔板，在第一隔板与外框之间、第一隔板与轨道之间均设有若干等间距设置的第二隔板，第一、第二隔板的设置使得外框内侧形成若干个独立的试验区；在围板内侧设有分居轨道左右两侧的第三隔板，第三隔板与轨道之间为处理区，第三隔板与外框之间为称量区，在称量区设有电子秤；
土筐，所述土筐放置在试验区内；
滴灌单元，所述滴灌单元包括若干滴灌管，滴灌管设置在轨道左侧；
微喷单元，所述微喷单元包括设置在轨道左侧和右侧的若干微喷喷头；
起吊单元，起吊单元滑动设置在轨道上，起吊单元对土筐进行起吊和转移。
2.根据权利要求1所述的水肥一体化研究试验田，其特征是，在土筐内腔的下部设有两块底板，在土筐的左侧内壁和右侧内壁上均设有凸起，底板与对应的凸起铰接，在左侧底板的底部固定有第一插块，在右侧底板的底部固定有第二插块，在第一插块和第二插块之间设置插杆。
3.根据权利要求2所述的水肥一体化研究试验田，其特征是，在土筐的顶部设有一对吊耳。
4.根据权利要求1所述的水肥一体化研究试验田，其特征是，在轨道内设有主管，在主管上设有第一支管，在第一支管与滴灌管之间设有第一连接管。
5.根据权利要求4所述的水肥一体化研究试验田，其特征是，在主管与微喷喷头之间设有第二支管。
6.根据权利要求1所述的水肥一体化研究试验田，其特征是，在滴灌管上固定有一对外环，在滴灌管的左侧和右侧分别设有四个导向轮，在导向轮之间设有同步带，同步带与外环固定连接；滴灌管左侧的导向轮与滴灌管右侧的导向轮同步动作，滴灌管与外框顶部接触。
7.根据权利要求6所述的水肥一体化研究试验田，其特征是，滴灌管左侧的某一导向轮与滴灌管右侧对应的导向轮之间设有固定轴。
8.根据权利要求1所述的水肥一体化研究试验田，其特征是，起吊单元包括滑动设置在轨道上的移动台、固定在移动台上的竖杆、固定在竖杆上的横梁、固定在横梁底部的支架、固定在支架上的提升电机、固定在提升电机输出端的绕线轮、设置在支架下方的支撑块、转动安装在支撑块上的升降轮、固定在支撑块底部的一对拉链、固定在拉链底部的挂钩、设置在绕线轮与升降轮之间的提拉绳，提拉绳的第一端与支架固定连接，提拉绳在绕线轮上缠绕几圈后与升降轮底部接触，提拉绳的第二端与绕线轮外壁固定连接。
9.根据权利要求8所述的水肥一体化研究试验田，其特征是，在移动台的底部设有导轨槽，在轨道顶部设有与导轨槽滑动连接的导轨。
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