CN114651703B - 果园降水集蓄促渗保墒增碳方法、***及其果园智能补灌*** - Google Patents
果园降水集蓄促渗保墒增碳方法、***及其果园智能补灌*** Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及林业工程技术领域内的一种果园降水集蓄促渗保墒增碳方法、***及其果园智能补灌***,包括浅层入渗子***、集蓄促渗子***,深层导流子***以及有益间作物子***。本发明实现了雨季果园果树行内降水汇聚‑蓄积‑浅层入渗‑深层入渗‑再分配的全根域转化利用,同时通过填充于果树浅层根区以及中深层根区的农业废弃物资源的缓慢腐解发酵作用,不仅提高了果树根系范围内土壤含水率和有机质含量,大幅改善土壤的蓄水保墒性能,同时通过垄内有机物料填充层和两侧的位于集雨沟内的保水促渗有机发酵填充体,对果园根区形成了П形保水增碳保护罩,有机物料的缓慢腐解可为果树根部持续提供水肥,节能降耗,减少化肥对土壤的污染。
Description
技术领域
本发明涉及林业工程技术领域,具体地,涉及一种果园降水集蓄促渗保墒增碳方法、***及其果园智能补灌***,特别是一种用于山地矮化密植果园降水集蓄促渗保墒增碳方法、***及其果园智能补灌***。
背景技术
黄土高原是***粮农组织认定的世界苹果优生区,也是全球最大的苹果集中连片栽植区。截止2021年,全国苹果种植面积预计为3132.12万亩,仅黄土高原优势区种植面积预计达到1830.42万亩,苹果种植已经成为区域经济发展的主导产业。但是随着种植规模进一步扩大和种植年限增加,现有苹果园面临的季节性干旱缺水、土壤蓄水保墒能力差以及土壤贫瘠等问题是导致黄土高原区域旱作果园低产、低质与生态脆弱的主要障碍因子。
大气降水作为该地区土壤水分补充的主要来源,实现降雨的就地拦蓄入渗利用,加强对土壤水分的调控与利用,是解决该地区干旱缺水问题和推动旱区农业发展的有效途径。集约化和规模化果园具有实施节水灌溉措施的条件,如果在充分利用自然降水的前提下,根据果树根区水分生境条件和果树各生育期的需水特性对果树进行定额灌溉,将会实现降水资源的高效转化利用和旱作节水的优势叠加,达到“1+1>2”的效果。农业有机废弃物是土壤质量提升的一种宝贵生物质资源,加快黄土高原区农业有机固体废弃物就地回收处置和资源化利用,不仅减少了农业废弃物资源的运输成本,又防止了资源的浪费,而且同步实现了土壤蓄水保墒能力和土壤质量的提升。
调查发现,现有技术中部分集约化和规模化果园采用了具有一定灌溉条件的技术措施,但依然存在如下主要方面的问题:
其一,大部分仅简单的通过集雨沟或集雨面进行雨水的收集,再利用,其规模很小,例如,中国实用新型专利公开号为CN209162931U,其公开了一种果园雨水回收储存***,包括:集水罐、送水管路和多条排水沟,排水沟铺设于果园内,排水沟通过送水管路与集水罐连接。该实用新型专利技术仅仅是利用集雨沟进行雨水的收集,实现了小面积果园雨水储存和循环利用,与集雨窖的原理相同,而没有实现降水的原位就地拦蓄入渗利用目的。该实用新型专利技术在集约化果园实施需要挖掘较多的存放集水罐的坑,其工程规模、破坏性和经费投入都较大。
其二,对土壤蓄水保墒能力开发不足,未充分发挥当地农业有机固体废弃物资源化的作用以及有机肥料提高土壤的保水促渗能力。例如,中国发明专利公开号为CN104145557A,公开了一种旱地苹果树的集雨保墒方法,包括:施肥与整地、划行起垄覆膜或全园覆膜、开挖集雨沟、集雨沟内和行间覆草,其特征在于:在施肥与整地前,还包括土壤处理,每亩用40%辛硫磷乳油0.5公斤加复合细沙土30公斤,拌成复合毒土撒施。发明专利技术的主要贡献在于对土壤害虫的防治,对提高土壤肥力的提高有一定益处,但无法改良土壤的保水促渗性能。又例如,中国发明专利公开号为CN102656987B,公开了一种利用沼液补充果园水肥的方法,该方法是利用沼气工程所产生的沼液浸泡蓄水保肥材料,并将浸足沼液的蓄水保肥材料埋在果树根系富集区,适时浇灌沼液,起到穴贮肥水、缓慢供应水肥的效果。待果树落叶整园或开春翻土时,可将上年度埋入的蓄水保肥材料翻出,与覆土及其它肥料混合后用作果园基肥施用。该发明专利技术虽然一定程度上可缓解果园的水肥供应紧缺问题,并能有效改善果园的土壤质量,但对废气农作物的利用率不高,以及需要每年翻土,同时还需要有沼气池的配合,较为繁琐,成本较高。
其三,农艺节水措施与节水灌溉工程措施的结合度不够,旱作节水和农艺节水相结合往往可达到事半功倍的效果,两者结合的重要性愈来愈被人们广为接受。例如,中国实用新型专利公开号为CN202663896U,公开了一种移动滴灌机,包括储水装置、移动首部和滴灌主体,所述储水装置、移动首部和滴灌主体依次密闭连接。该实用新型专利技术主要用于田地间无固定水源的地方实施滴灌作业,但由于滴灌是通过于果园土壤之上进行,存在水分蒸发、流失等问题,灌溉效率不佳。为此,探寻节水、增效、集约、持续安全的管理模式,是促进该区苹果生产与生态协同提升的有效途径。黄土高原区域果园种植产业中降水资源的充分有效利用、土壤蓄水保墒性能的提高与改进以及土壤肥力的提高等依然是国家以及地方政府重点关注并进行研发的项目。
发明内容
针对现有技术中的缺陷,本发明的目的是提供一种果园降水集蓄促渗保墒增碳方法、***及其果园智能补灌***。
根据本发明提供的一种果园降水集蓄促渗保墒增碳方法,包括如下步骤:
S1,进行土地平整,确定果树行两侧的集雨沟的挖掘位置;
S2,铺设垄内有机物料填充层:在果树行两侧预设的所述集雨沟之间的土地上铺设3~10cm厚的有机类物质,并于有机类物质上均匀喷洒1%-2%的石灰水溶液后晾置0.5~1小时,再经暴晒消毒处理3~5小时,最后喷洒混合菌液形成垄内有机物料填充层,所述垄内有机物料填充层的有机类物质为秸秆粉碎物、树枝粉碎物、锯末、药渣中的一种或多种物质混合体;
S3,开设集雨沟:利用机引式开沟机在步骤S1中确定的位置挖掘开沟,形成预设深度和宽度的所述集雨沟,对所述集雨沟的沟底进行夯实处理,将挖掘的土方翻放于所述垄内有机物料填充层上,每行果树行两侧分别形成一条相互平行的所述集雨沟;
S4,挖掘导流竖井:自所述集雨沟的沟底向下挖掘形成桶状结构的导流竖井,每条所述集雨沟内间隔设置多个所述导流竖井;
S5,填充发酵填料:于所述导流竖井内填充发酵填料,所述发酵填料为喷洒有混合菌液的成捆果树枝条或成捆玉米秸秆;
S6,安装促渗排涝盲管:在每条所述集雨沟内以拼接方式安装促渗排涝盲管,所述促渗排涝盲管为中空筒体,所述促渗排涝盲管的部分管体嵌入所述集雨沟的沟底中,所述促渗排涝盲管与所述集雨沟沟底接触的部分无孔隙,位于所述集雨沟沟底表面之上的管体设有孔隙,所述促渗排涝盲管设有缺口,所述缺口位于所述导流竖井的开口之上,用于将通过孔隙进入所述促渗排涝盲管管体内的水排至所述导流竖井内;
S7,铺设保水促渗有机发酵填充体:在每条集雨沟内铺设保水促渗有机发酵填充体,所述保水促渗有机发酵填充体包括自下而上依次层叠设置的基底层、有机肥层、药渣锯末秸秆混合层、果园土层以及秸秆层,所述基底层置于所述集雨沟的沟底上;
所述基底层以果树枝条为骨架,于果树枝条上填充锯末、药渣、干畜禽粪便和大蒜-大葱废弃秸秆-叶子混合体后,喷洒1%~2%的石灰水溶液并晾置预设时间,再喷洒混合菌液形成;
所述药渣锯末秸秆混合层是将药渣、锯末和秸秆的混合物均匀喷洒1%-2%的石灰水溶液并晾置预设时间后,再均匀喷洒混合菌液形成;
S8,铺设垄起:沿果树行方向,以树干为中线,将步骤S2挖掘所述集雨沟翻放的土方覆盖于所述垄内有机物料填充层上并起垄,形成中间高两边低的弧形垄起;
S9,覆盖地布:选择晴天无露水地表相对干燥的时段,在所述垄起上覆盖地布,所述垄起两侧的所述地布的边缘分别进入两侧的所述集雨沟内并固定。
一些实施方式中,所述混合菌液组分重量份配比为:地衣芽孢杆菌15~20份,米曲霉菌30~45份,凝结芽孢杆菌5~10份,所述混合菌液用于有机类物质的消毒与发酵腐解。
一些实施方式中,步骤S4中,每颗果树的两侧均形成有所述导流竖井,且每颗果树两侧的所述导流竖井中心点的连线垂直于果树行。
一些实施方式中,步骤S7中,所述基底层中锯末、药渣、干畜禽粪便和大蒜-大葱废弃秸秆-叶子混合体的体积比例为4:2:3:1。
一些实施方式中,还包括步骤S10:于相邻的果树行之间以条播或撒播的方式种植有益间作物,所述有益间作物为小麦、油菜、大豆、芥菜、苜蓿、野豌豆、辣椒或茴香。
本发明还提供了一种果园降水集蓄促渗保墒增碳***,根据所述的果园降水集蓄促渗保墒增碳方法形成,包括浅层入渗子***、集蓄促渗子***以及深层导流子***;
所述浅层入渗子***包括地布、垄起以及垄内有机物料填充层,所述垄起为沿树行方向,以树杆为中线形成的弧形垄起,所述垄起覆盖于所述垄内有机物料填充层之上,所述地布覆盖于所述垄起上;
所述集蓄促渗子***包括集雨沟和保水促渗有机发酵填充体,每一条果树行两侧分别设有一条所述集雨沟,所述集雨沟的沟底进行夯实处理,所述保水促渗有机发酵填充体置于所述集雨沟内,所述地布的边缘延伸至所述集雨沟的侧壁上并固定;
所述深层导流子***包括促渗排涝盲管和导流竖井,所述导流竖井自所述集雨沟的底部表面向下挖掘形成筒型结构,所述导流竖井为多个且间隔设置,所述促渗排涝盲管以拼接方式沿所述集雨沟的沟底面的轴线设置,所述促渗排涝盲管设置有缺口,所述缺口位于所述导流竖井上方并用于将所述促渗排涝盲管内的水排至所述导流竖井内;
雨水沿所述地布表面汇流至所述集雨沟内的同时渗入至所述垄内有机物料填充层中,所述有机物料填充层利用渗入的雨水发酵形成可吸收物质供果树浅层根系吸收,所述保水促渗有机发酵填充体利用所述集雨沟内的雨水发酵形成可吸收物质供果树中层以及深层根系吸收,所述集雨沟内多余的水分通过所述促渗排涝盲管流入所述导流竖井内,通过所述导流竖井将多余水分补充至深层土壤水库。
一些实施方式中,所述垄起的高度差为10~15cm,所述垄起的宽度为80~120cm。
一些实施方式中,所述集雨沟距果树行的距离为60~100cm,所述集雨沟的深度为30~50cm,宽度为15~30cm。
一些实施方式中,所述促渗排涝盲管包括第一半管和第二半管,所述第一半管与所述第二半管通过上下拼合的方式一体成型为筒状结构,所述第一半管为带有孔隙的管体,所述孔隙用于使雨水流入所述促渗排涝盲管内,所述第二半管为无孔隙管体,所述第二半管设有缺口,所述第二半管嵌于所述集雨沟的沟底上,所述第一半管的外表面与所述基底层接触;
所述集雨沟内的雨水通过所述孔隙流入所述促渗排涝盲管的腔体中并通过所述缺口将多余的雨水流至所述导流竖井内。
一些实施方式中,所述促渗排涝盲管通过以下方法制备:将黏土和果树枝生物炭混合形成混合基体,取混合基体的一部分与木屑或草屑混合均匀后,喷洒适量硅溶胶并搅拌模压成所述第一半管的坯体,取混合基体的另一部分经搅拌模压成所述第二半管的坯体,将所述第一半管的坯体与所述第二半管的坯体用黏土粘合成中空式坯体后,阴干后并经高温烧制形成所述促渗排涝盲管。
一些实施方式中,所述第一半管的孔隙率为50%~80%,所述孔隙的平均直径为10~100μm。
一些实施方式中,还包括间作子***,所述间作子***是通过于所述浅层入渗子***之间以条播或撒播的方式种植有益间作物形成,所述有益间作物为小麦、油菜、大豆、芥菜、苜蓿、野豌豆、辣椒或茴香。
本发明还提供了一种果园智能补灌***,采用所述的果园降水集蓄促渗保墒增碳***,还包括土壤墒情监测子***、控制子***以及灌溉子***;
所述土壤墒情检测子***包括数据采集器和土壤水分传感器,所述土壤水分传感器布设于所述集雨沟内壁向果树方向延伸预设距离的土壤内,所述土壤水分传感器采集果树根部土壤墒情信息并传递给所述数据采集器;
所述控制子***包数据转换装置,所述数据转换装置根据所述数据采集器采集的果树根部土壤墒情信息、果树的目标产量、果树各生育期的需水规律以及多年月平均降雨情况确定不同生育期的灌溉次数、灌水定额和灌溉定额;
所述灌溉子***包括水泵、管路以及滴灌管,所述水泵根据所述控制子***的指令进行工作,所述水泵通过所述管路与所述滴灌管连通,所述滴灌管设置于所述集雨沟的内壁上并位于所述集雨沟的沟口。
一些实施方式中,所述土壤水分传感器沿所述集雨沟的深度方向上下间隔设置有多层。
一些实施方式中,所述土壤墒情检测子***还包括太阳能电池板,所述太阳能电池板为所述数据采集器和所述土壤水分传感器提供电能。
一些实施方式中,所述数据采集器采集到果树根区土壤含水量低于田间水量60%时,所述控制子***控制所述灌溉子***进行灌溉,所述数据采集器采集到果树根区土壤含水量高于80%时,所述灌溉子***停止作业。
与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:
1、本发明实现了雨季果园果树行内降水汇聚-蓄积-浅层入渗-深层入渗-再分配的全根域转化利用,同时通过填充于果树浅层根区以及中深层根区的农业废弃物资源的缓慢腐解发酵作用,提高了果树根系范围内土壤含水率和有机质含量,大幅改善土壤的蓄水保墒性能。
2、本发明通过垄内有机物料填充层和两侧的位于集雨沟内的保水促渗有机发酵填充体,对果园根区形成了П形保水增碳保护罩,在水肥协同作用下,实现了浅层与深层根区土壤蓄水保墒、土壤增温、土壤结构调优改良和快速增碳培肥效果,而且有机物料的缓慢腐解可为果树根部持续提供水肥,节能降耗的同时,减少了化肥对土壤的污染。
3、本发明通过有机材料烧结形成促渗排涝盲管,避免了对土壤的污染,节能环保。
4、本发明于果树行间种植有益作物,于***中增加有益间作子***,提高果园行的经济效益的同时,避免果园行内的水土的沙化,减小水分的散失。
5、本发明本实施例形成的果园智能补罐***,以雨水资源高效转化的降水集蓄促渗与深层导流***为基础平台,采用双行坑口覆盖浅埋式智能补灌***进行果树根区水分生境适时精准调控,实现果园降水资源与灌溉水资源的优化协同,即实现了雨季果园果树行内降水汇聚-蓄积—浅层入渗—深层入渗—再分配的全根区转化利用,又实现了干旱水分亏缺季节果树根区水分生境适时精准调控。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述,本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
图1为本发明果园降水集蓄促渗保墒增碳***整体结构示意图;
图2为本发明果园降水集蓄促渗保墒增碳***中每行果树泡面图;
图3为本发明促渗排涝盲管结构示意图;
图4为本发明集雨沟的结构示意图;
图5为本发明果园智能补灌***的部分结构示意图;
图6为本发明实验数据对比示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明,但不以任何形式限制本发明。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
本实施例提供了一种果园降水集蓄促渗保墒增碳方法,如图1-6所示,包括如下步骤:
S1,进行土地平整,确定果树行两侧的集雨沟201的挖掘位置。每侧的集雨沟201距离果树行的距离控制在60~100cm之间,苹果、梨等深根性果树开沟距离一般为80~100cm,葡萄、猕猴桃等浅根性果树开沟距离一般为60~80cm。
S2,铺设垄内有机物料填充层:在果树行两侧预设的集雨沟201之间的土地上铺设3~10cm厚的有机类物质,有机类物质为秸秆粉碎物、树枝粉碎物、锯末、药渣中的一种或多种物质混合体,之后于有机类物质上均匀喷洒1%-2%的石灰水溶液后晾置0.5小时,再经暴晒消毒处理3~5小时,最后喷洒混合菌液形成垄内有机物料填充层103。其所述混合菌液组分重量份配比为:地衣芽孢杆菌15~20份,米曲霉菌30~45份,凝结芽孢杆菌5~10份。通过混合菌液使得有机类物质吸收一定水分后进行发酵腐解,提高土壤蓄水保墒性能的同时,为果树浅层根系缓慢提供水肥。
S3,开设集雨沟:利用机引式开沟机在步骤S1中确定的位置挖掘开沟,形成30~50cm深、15~25cm宽的集雨沟201,并对集雨沟201的沟底进行夯实处理,使得集雨沟201的沟底具有较佳的防渗作用。每行果树行两侧分别形成一条相互平行的集雨沟201,优选的,每行果树行的轴线与其两侧的集雨沟201的轴线相平行,且每行果树行两侧的集雨沟201相对于中间的果树行的轴线对称设置。将挖掘的土方翻放于垄内有机物料填充层103上待用。集雨沟的分布、开沟直线度、开沟机抛落土块的均匀分布应满足当地农艺要求,沟形应完整、沟壁应整齐平滑,作业过程中机械不能有漏油等污染环境的现象发生。
S4,挖掘导流竖井:自集雨沟201的沟底向下挖掘形成桶状结构的导流竖井302,每条集雨沟201内间隔设置多个所述导流竖井302,导流竖井302用于将多余的水分补充至果园土壤深层水库。优选的,每颗果树的两侧均形成有导流竖井302,且每颗果树两侧的导流竖井302中心点的连线垂直于果树行,使得每颗果树位于两侧的导流竖经302中间点上且导流竖井302与果树的主根系距离最近。优选的,导流竖井302为深30~50cm、直径10~15cm的桶状结构。在极端大雨量情境下,集雨沟201内的蓄水能力超过自身承载阈值时,超出的部分进入导流竖井302内,进而通过导流竖井302将多余水分导入深层土壤中以补充深层土壤水库,提高土壤的蓄水保墒性能。
S5,填充发酵填料:在导流竖井302内填充发酵填料303,发酵填料303为喷洒有混合菌液的成捆果树枝条或成捆玉米秸秆。相应的,其所述混合菌液组分重量份配比为:地衣芽孢杆菌15~20份,米曲霉菌30~45份,凝结芽孢杆菌5~10份。通过混合菌液使得有机类物质吸收一定水分后进行发酵腐解,减缓水分进入深层土壤深层水库的速率,提高土壤蓄水保墒的性能的同时,通过发酵腐解形成有机物质,为果树深层根系提供水肥。
S6,安装促渗排涝盲管:在每条集雨沟201内以拼接方式安装促渗排涝盲管301,其促渗排涝盲管301为中空筒体,由两个截面均为半圆的半管对接形成,两个半管分别记为第一半管3011和第二半管3012,第一半管3011为带有孔隙的管体,第二半管3012为无孔隙的管体,第一半管3011与第二半管3012对接并一体成型后形成一半带有孔隙一半无孔隙的促渗排涝盲管301。安装时,第二半管3012嵌入集雨沟201的沟底中,第一半管3011位于集雨沟201的沟底表面之上,另外,促渗排涝盲管301还设有缺口3013,沿集雨沟201的轴线拼接为一条管系后,缺口3013位于导流竖井302的开口之上,用于将通过孔隙进入促渗排涝盲管301管体内的水排至导流竖井302内,进而通过导流竖井302将水渗透至果园土壤的深层水库中。其第一半管3011的孔隙率优选为50%~80%,其第一半管3011的孔隙平均直径为10~100μm。
S7,铺设保水促渗有机发酵填充体:在每条集雨沟201内铺设保水促渗有机发酵填充体202,保水促渗有机发酵填充体202包括自下而上依次层叠设置的基底层2021、有机肥层2022、药渣锯末秸秆混合层2023、果园土层2024以及秸秆层2025,所述基底层2021置于所述集雨沟201的沟底上,促渗排涝盲管301位于基底层2021下方。其中:
基底层2021以果树枝条为骨架,于果树枝条上填充锯末、药渣、干畜禽粪便和大蒜-大葱废弃秸秆-叶子混合体后,喷洒1%~2%的石灰水溶液并晾置0.5小时左右,再喷洒混合菌液形成。相应的,其所述混合菌液组分重量份配比为:地衣芽孢杆菌15~20份,米曲霉菌30~45份,凝结芽孢杆菌5~10份。通过混合菌液使得有机类物质吸收一定水分后进行发酵腐解,提高土壤蓄水保墒的性能,同时通过发酵腐解形成有机物质,为果树中层以及深层根系提供水肥。优选的,基底层2021中锯末、药渣、干畜禽粪便和大蒜-大葱废弃秸秆-叶子混合体得体积比例为4:2:3:1。
药渣锯末秸秆混合层2023是将药渣、锯末和秸秆的混合物均匀喷洒1%~2%的石灰水溶液并晾置0.5小时后,再均匀喷洒混合菌液形成,同样的,其所述混合菌液组分重量份配比为:地衣芽孢杆菌15~20份,米曲霉菌30~45份,凝结芽孢杆菌5~10份。通过混合菌液使得有机类物质吸收一定水分后进行发酵腐解,提高土壤蓄水保墒的性能,同时通过发酵腐解形成有机物质,为果树中层以及深层根系提供水肥。
基底层2021的主要作用是作为位于基底层之上的有机物填充层和促渗排涝盲管之间的缓冲带,其使用果树枝条能够使得孔隙较大,能够有效防止小颗粒物质堵塞促渗排涝盲管301上的孔隙而导致的多余水分无法进入导流竖井302内的问题。而基底层2021中加入大蒜-大葱废弃秸秆-叶子混合体能够有效防治病虫害,可有效杀害混合体及果树根区土壤中的一些细菌,减少果树植株土传病害的发生。干畜禽粪便优选采用碳氮比较小的鸡粪、猪粪等。另外,果园土层2024具有良好的保温效应以及减少水分挥发的效应,而设置于果园土层2024之上的秸秆层2025能够进一步减少水分的蒸发。
通过保水促渗有机发酵填充体,能够对进入集雨沟内的水分进行入渗拦蓄储存,并通过发酵腐解效应形成可吸收的小分子物质和矿质元素,有利于极端降水情景下的根层保水和深层排涝补给深层土壤水库,提高了果树根系范围内土壤含水量和有机质含量。
S8,铺设垄起:沿果树行方向,以树干为中线,将步骤S2挖掘集雨沟201翻放的土方覆盖于垄内有机物料填充层103上并起垄,形成中间高两边低的呈开张的⌒状的垄起102。垄起102的垄面高差为10cm~15cm,垄面宽80~120cm,其垄面起好后,用铁锹细碎土块、平整垄面、拍实垄面,形成所需起垄微型集雨面。
S9,覆盖地布:选择晴天无露水地表相对干燥的时段,在垄起102形成的微型集雨面上覆盖黑色园艺透气的地布101。地布101覆盖时,需要拉紧、拉直、无皱纹且紧贴垄面,位于垄起102中央的地布边缘以衔接为度,并用PE地布钉锚定,位于垄起102两侧的地布101的边沿进入集雨沟201的沟内并与内壁贴紧,然后用PE地布钉锚定。地布101通过其自身的透气透水性能使得部分降雨渗透补充果树浅层根域水分需求,且有助于垄内有机物料填充层103中有机类物质的缓慢腐解,使浅层土壤快速培肥,同时可有效抑制杂草、抑蒸保墒以及提高地温的作用。一般,单次降雨量小于1.5cm时,雨水主要通过地布101渗入垄起102以及垄内有机物料填充层103中,当单次降雨量大于等于1.5cm时,可在集雨面上形成地表径流,进而汇聚入集雨沟201内贮存,促进集雨沟内填充的有机物料的短期好氧发酵、兼性厌氧发酵以及漫长的厌氧发酵过程,促进了集雨沟内有机填充体的肥料化和果树根区有机碳的提升。
通过上述步骤,本发明实现了雨季果园果树行内降水汇聚-蓄积-浅层入渗-深层入渗-再分配的全根域转化利用,同时通过填充于果树浅层根区以及中深层根区的农业废弃物资源的缓慢腐解发酵作用,不仅提高了果树根系范围内土壤含水率和有机质含量,大幅改善土壤的蓄水保墒性能,而且垄内有机物料填充层、保水促渗有机发酵填充体以及发酵填料可在较长一段时间内为果树根部持续提供水肥,一般在3年左右无需施加化学肥料,节能降耗的同时,减少了化肥对土壤的污染。
黄土高塬沟壑区是我国传统旱作农业的典型代表区,根据本技术方案的方法进行了相应实验。技术试验地属于典型的黄土高原丘陵沟壑区,位于陕西延安市宝塔区河庄萍镇万庄村山地果园(36°11′~37°09′N,109°21′~110°03′E),属干旱半干旱气候带,年均降雨量在500mm左右,年均气温值为9℃,无霜期在170~186d之间。实验方案设置了处理组和采用当地农户常规种植方法的对照组,处理组和对照组各设置了三个重复。通过分别在处理组和对照组的三个重复全年土壤水储量、有机质含量和苹果含量情况的测定发现,相比当地农户常规种植方法,采用本发明技术方案可以实现土壤水储量、土壤有机质含量和苹果产量的协同提升,参见图6。
实施例2
本实施例2是在实施例1的基础上形成,于果树行间种植有益作物,提高果园行的经济效益的同时,避免果园行内的水土的沙化,减小水分的散失。具体地:
如图1-6所示,有益间作物主要是于果树行间种植有益作物700,具体的是位于相邻的两条集雨沟201之间以条播或撒播的方式种植有益间作物700,有益间作物700为小麦、油菜、大豆、芥菜、苜蓿、野豌豆、辣椒或茴香等。有益间作物播种深度,根据不同间作物有所不同,如:小麦一般为3.0~5.0cm;油菜1.0~2.0cm;大豆3.0~4.0cm;芥菜0.5~1.0cm;苜蓿2.0~2.5cm;野豌豆3.5~4.0cm;辣椒1.0~1.5cm;茴香4.0~5.0cm。
实施例3
本实施例3是在实施例1或实施例2的基础上形成的一种果园降水集蓄促渗保墒增碳***,如图1-6所示,包括浅层入渗子***100、集蓄促渗子***200以及深层导流子***300。浅层入渗子***100包括地布101、垄起102以及垄内有机物料填充层103。垄起102沿果树行方向并以树干为中线,形成中间高两边低的弧状结构,坡度平缓,垄起102的垄面高度差为10~15cm,宽度为80~120cm,经平整、压实后形成所需起垄微型集雨面。地布101为透气园艺地布,覆盖于垄起102上表面。垄内有机物料填充层103设置于垄起102下方,是在平整好的土地上铺设5cm左右厚度的有机类物质,其有机类物质为秸秆粉碎物、树枝粉碎物、锯末、药渣等单一物质或多种物质的混合物,通过均匀喷洒1~2%的石灰水溶液,晾置0.5小时左右,再于晴天进行暴晒消毒处理3~5小时,最后均匀喷洒混合菌液形成。其所述混合菌液组分重量份配比为:地衣芽孢杆菌15~20份,米曲霉菌30-45份,凝结芽孢杆菌5~10份。
集蓄促渗子***200包括集雨沟201和保水促渗有机发酵填充体202,保水促渗有机发酵填充体202填充于集雨沟201内。集雨沟201是利用机引式开沟机在距离每行果树行60~100cm处开设的深度40cm、宽20cm的矩形沟渠,集雨沟201的沟底进行夯实处理,使其具有良好的防渗作用。每行果树行的两侧设有一条集雨沟201,优选的,每行果树行两侧的两条集雨沟201对称设置,地布101的边缘延伸至集雨沟201内侧并紧贴后,通过PE地布钉锚定。集雨沟201距离果树行的距离主要根据果树根系的深度不同而定,例如对于苹果、梨等深根性果树,集雨沟201距离果树行的距离一般为80~100cm,对于葡萄、猕猴桃等浅根性果树,集雨沟201距离果树行的距离一般为60~80cm。保水促渗有机发酵填充体202包括自下而上依次层叠设置的基底层2021、有机肥层2022、药渣锯末秸秆混合层2023、果园土层2024以及秸秆层2025,其基底层2021与集雨沟201的沟底面相贴合接触。基底层2021包括骨架以及填充于骨架上的有机发酵填充体,其骨架优选以果树枝条形成并铺设于集雨沟201的沟底上,有机发酵填充体主要由锯末、药渣、干畜禽粪便和大蒜-大葱废弃秸秆-叶子混合体形成的混合物,于混合物上喷洒1-2%石灰水溶液,晾置半小时左右,再均匀喷洒混合菌液后形成基底层2021。其中,混合菌液的成分与配比与垄内有机物料填充层103中的混合菌液相同。进一步的,基底层2021的填充物中,锯末-药渣-干畜禽粪便和大蒜-大葱废弃秸秆-叶子混合体的比例优选为4:2:3:1。
深层导流子***300包括促渗排涝盲管301和导流竖井302。促渗排涝盲管301为中空的圆筒形结构,由两个截面均为半圆的半管对接形成,两个半管分别记为第一半管3011和第二半管3012,第一半管3011为带有孔隙30110的管体,第二半管3012为无孔隙的管体,第一半管3011与第二半管3012一体成型后形成一半带有孔隙一半无孔隙的促渗排涝盲管301。促渗排涝盲管301嵌于集雨沟201的沟底并通过拼接的方式连接,基底层2021覆盖于促渗排涝盲管301上,第一半管3011与基底层2021的下表面相接触,第二半管3012与集雨沟201的沟底表面接触,集雨沟201内的多余液体通过第一半管3011上的孔隙30110流入促渗排涝盲管301内。另外,促渗排涝盲管301的第二半管3012上设有缺口3013,拼接于集雨沟201的沟底上的促渗排涝盲管301的缺口3013位于导流竖井302的上方,用于将多余液体自促渗排涝盲管301中流入导流竖井302内。导流竖井302自集雨沟201的沟底向下挖掘形成深度为40cm、直径为10cm的桶状竖井,每条集雨沟201内均设置有多个导流竖井302,多个导流竖井302间隔设置。优选的,每颗果树的两侧均形成有导流竖井302,且每颗果树两侧的导流竖井302中心点的连线垂直于果树行,使得每颗果树位于两侧的导流竖经302中间点上且导流竖井302与果树的主根系距离最近。进一步地,于导流井302内填充有发酵填料303,发酵填料303为喷洒有混合菌液的捆绑式果树枝条或秸秆,其混合菌液的成分与配比与垄内有机物料填充层103内的混合菌液相同。
本发明的工作原理为:当单次降雨量小于1.5cm时,降于地布101雨水大部分通过渗透的方式进入垄起102,进而在渗入垄内有机物料填充层103中,使得部分降雨渗透补充果树浅层根域水分需求,且有助于垄内有机物料填充层103中有机类物质的缓慢腐解,使浅层土壤快速培肥,少部分通过垄起102形成的弧面结构而流入集雨沟201内,位于集雨沟201内的保水促渗有机发酵填充体202可对降水进行入渗拦蓄储存,有利于根层保水,此时,位于果园土层2025下的有机填充体的缓慢发酵,形成可吸收的小分子物质和矿质元素易被果树深层根系吸收;当单次降雨量大于等于1.5cm时,降于地布101上的雨水大部分通过径流的方式分别流入位于垄起102两侧的集雨沟201内进行储存,此时,汇聚入集雨沟201内的雨水通过保水促渗有机发酵填充体202得以贮存,同时贮存的雨水能够有效促进保水促渗有机发酵填充体202的有机物料的短期好氧发酵、兼性厌氧发酵以及漫长的厌氧发酵过程,促进了集雨沟内有机填充体的肥料化和果树根区有机碳的提升。在极端大雨量降水情况下,汇聚入集雨沟201内的雨水通过促渗排涝盲管301的孔隙进入其腔体内,并经缺口3013流入导流竖井302内,通过导流竖井302将多余水分补给深层土壤水库,实现集雨沟201内多余水分的深层排涝。
本发明以浅层入渗、集蓄促渗以及深层导流***为基础平台,实现了雨季果园果树行内降水汇聚-蓄积-浅层入渗-深层入渗-再分配的全根区转化利用,同时极端降雨条件下,又能实现集雨沟内多余水分深层排涝,从而补给深层土壤水库,实现了雨水资源高效转换,另外,通过垄内有机物料填充层和两侧的位于集雨沟内的保水促渗有机发酵填充体,对果园根区形成了“П”形保水增碳保护罩,在水肥协同作用下,实现了浅层与中深层根区土壤蓄水保墒、土壤增温、土壤结构调优改良和快速增碳培肥效果。
实施例4
本实施例4是在是实施例3的基础上形成,优化促渗排涝盲管的制备工艺,通过有机材料烧结形成促渗排涝盲管,避免了对土壤的污染,节能环保。具体地:
如图1-6所示,促渗排涝盲管301通过以下方法制备而成:将黏土和果树枝生物炭混合形成混合基体,取混合基体的一部分与木屑或草屑混合均匀后,喷洒适量硅溶胶并搅拌模压成第一半管3011的坯体,取混合基体的另一部分经搅拌模压成第二半管3012的坯体,将第一半管3011的坯体与第二半管3012的坯体用黏土粘合成中空式坯体后阴干,再经高温烧制后形成促渗排涝盲管301。通过有机物料烧制形成的促渗排涝盲管301至于土壤中以后,不会对土壤造成污染,节能环保。
实施例5
本实施例5是在实施3或实施例4基础上形成的一种果园智能补罐***,采用实施例3或实施例4所述的果园降水集蓄促渗保墒增碳***,如图1-6所示,还包括土壤墒情监测子***、控制子***以及灌溉子***。
土壤墒情监测子***用于实时监测果园内果树根区土壤墒情参数,并将土壤墒情参数通过信号传导给控制子***。土壤墒情监测子***主要包括数据采集器400和土壤水分传感器500,土壤水分传感器500布设于集雨沟201内壁向果树方向10~15cm处,用于采集土壤墒情并通过信号连接传递给数据采集器400,数据采集器400将收集到的土壤墒情信息通过信号传导给控制子***。优选的,土壤水分传感器500沿集雨沟201的深度方向上下设置有多层,特别优选的,呈上中下三层设置,上层深度为15~25cm,中层深度为35~45cm,下层深度为55~65cm,如其深度可分别为20cm、40cm和60cm三个不同的深度,可有效覆盖果树根系的主要分布区域,获取更为准确的土壤墒情参数。
控制子***包括数据转换装置,数据转换装置根据数据采集器400传送的土壤墒情参数、果树的目标产量、果树各生育期的需水规律以及多年月平均降雨情况确定不同生育期的灌溉次数、灌水定额和灌溉定额。
灌溉子***包括水泵、管路以及滴灌管600,其管路包括输水总管和输水支管,水泵的进水口与水源相连,出水口与输水总管相连,且水泵的出水口与输水总管之间优选的依次安装有过滤器、水表、电磁阀门和压力表等,可实时监控并控制水泵的出水量,输水总管与输水支管通过三通等结构件相连,输水支管的出水口与滴灌管600通过旁通管或三通管相连,通过滴灌管600向集雨沟201内滴灌。滴灌管600的滴头间距根据果树的株距确定,滴灌管600布设在集雨沟201内壁上并紧邻其沟口处,覆盖于秸秆层2025下方,通过秸秆层2025减少滴灌管600滴灌时的水分蒸发效应,且由于无需将滴灌管600埋入果园土层2024较深的部位而方便维护与回收。水泵与控制子***500电连接,水泵根据控制子***500的指令向滴灌管600内泵入相应量的水分,进而通过滴灌管600将水分以滴灌的方式流入集雨沟201内。
本实施例中的果园智能补罐***进行果树根区水分生境调控的方法具体为:通过土壤墒情监测子***获得果树根区的土壤墒情参数,并通过数据采集器400将果树根区的土壤墒情参数传导给控制子***,数据转换装置根据果树根区土壤墒情参数、果树的目标产量、果树各生育期的需水规律以及当地多年月平均降雨情况确定不同生育期的灌溉次数、灌溉定额和灌溉定额,进而由控制子***控制水泵适时的向集雨沟201内补充水分。当果树根区土壤墒情参数表征果树根区土壤含水量低于田间持水量的60%时,控制子***依据确定的果树不同生育期的灌溉次数、灌水定额和灌溉定额控制水泵通过滴灌管600向集雨沟201内进行精准灌溉,当土壤墒情监测子***反馈的果树根区土壤含水量达到田间持水量的80%时,控制子***控制水泵停止工作。当地多年月平均降雨情况一般是指3-5年内的月平均降雨情况。
本实施例形成的果园智能补罐***,以雨水资源高效转化的降水集蓄促渗与深层导流***为基础平台,采用双行坑口覆盖浅埋式智能补灌***进行果树根区水分生境适时精准调控,实现果园降水资源与灌溉水资源的优化协同,即实现了雨季果园果树行内降水汇聚-蓄积-浅层入渗-深层入渗-再分配的全根区转化利用,又实现了干旱水分亏缺季节果树根区水分生境适时精准调控。
优选的,还包括能源供给子***,能源供给子***为太阳能板,通过太阳能板为土壤墒情监控子***补充所需的电能,有效利用干旱地区太阳能资源充沛的特点,节能降耗。
在本申请的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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申请和简化描述,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申请的限制。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是,本发明并不局限于上述特定实施方式,本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改,这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下,本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (14)
1.一种果园降水集蓄促渗保墒增碳方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1,进行土地平整,确定果树行两侧的集雨沟(201)的挖掘位置;
S2,铺设垄内有机物料填充层:在果树行两侧预设的所述集雨沟(201)之间的土地上铺设3~10cm厚的有机类物质,并于有机类物质上均匀喷洒1%-2%的石灰水溶液后晾置0.5~1小时,再经暴晒消毒处理3~5小时,最后喷洒混合菌液形成垄内有机物料填充层(103),所述垄内有机物料填充层(103)的有机类物质为秸秆粉碎物、树枝粉碎物、锯末、药渣中的一种或多种物质混合体;
S3,开设集雨沟:利用机引式开沟机在步骤S1中确定的位置挖掘开沟,形成预设深度和宽度的所述集雨沟(201),对所述集雨沟(201)的沟底进行夯实处理,将挖掘的土方翻放于所述垄内有机物料填充层(103)上,每行果树行两侧分别形成一条相互平行的所述集雨沟(201);
S4,挖掘导流竖井:自所述集雨沟(201)的沟底向下挖掘形成桶状结构的导流竖井(302),每条所述集雨沟(201)内间隔设置多个所述导流竖井(302);
S5,填充发酵填料:于所述导流竖井(302)内填充发酵填料(303),所述发酵填料(303)为喷洒有混合菌液的成捆果树枝条或成捆玉米秸秆;
S6,安装促渗排涝盲管:在每条所述集雨沟(201)内以拼接方式安装促渗排涝盲管(301),所述促渗排涝盲管(301)为中空筒体,所述促渗排涝盲管(301)的部分管体嵌入所述集雨沟(201)的沟底中,所述促渗排涝盲管(301)与所述集雨沟(201)沟底接触的部分无孔隙,位于所述集雨沟(201)沟底表面之上的管体设有孔隙,所述促渗排涝盲管(301)设有缺口,所述缺口位于所述导流竖井(302)的开口之上,用于将通过孔隙进入所述促渗排涝盲管(301)管体内的水排至所述导流竖井(302)内;
S7,铺设保水促渗有机发酵填充体:在每条集雨沟(201)内铺设保水促渗有机发酵填充体(202),所述保水促渗有机发酵填充体(202)包括自下而上依次层叠设置的基底层(2021)、有机肥层(2022)、药渣锯末秸秆混合层(2023)、果园土层(2024)以及秸秆层(2025),所述基底层(2021)置于所述集雨沟(201)的沟底上;
所述基底层(2021)以果树枝条为骨架,于果树枝条上填充锯末、药渣、干畜禽粪便和大蒜-大葱废弃秸秆-叶子混合体后,喷洒1%~2%的石灰水溶液并晾置预设时间,再喷洒混合菌液形成;
所述药渣锯末秸秆混合层(2023)是将药渣、锯末和秸秆的混合物均匀喷洒1%-2%的石灰水溶液并晾置预设时间后,再均匀喷洒混合菌液形成;
S8,铺设垄起:沿果树行方向,以树干为中线,将步骤S2挖掘所述集雨沟(201)翻放的土方覆盖于所述垄内有机物料填充层(103)上并起垄,形成中间高两边低的弧形垄起(102);
S9,覆盖地布:选择晴天无露水地表相对干燥的时段,在所述垄起(102)上覆盖地布(101),所述垄起(102)两侧的所述地布(101)的边缘分别进入两侧的所述集雨沟(201)内并固定;
所述促渗排涝盲管(301)包括第一半管(3011)和第二半管(3012),所述第一半管(3011)与所述第二半管(3012)通过上下拼合的方式一体成型为筒状结构,所述第一半管(3011)为带有孔隙(30110)的管体,所述孔隙(30110)用于使雨水流入所述促渗排涝盲管(301)内,所述第二半管(3012)为无孔隙管体,所述第二半管(3012)设有缺口(3013),所述第二半管(3012)嵌于所述集雨沟(201)的沟底上,所述第一半管(3011)的外表面与所述基底层(2021)接触;
所述集雨沟(201)内的雨水通过所述孔隙(30110)流入所述促渗排涝盲管(301)的腔体中并通过所述缺口(3013)将多余的雨水流至所述导流竖井(302)内;
所述促渗排涝盲管(301)通过以下方法制备:将黏土和果树枝生物炭混合形成混合基体,取混合基体的一部分与木屑或草屑混合均匀后,喷洒适量硅溶胶并搅拌模压成所述第一半管(3011)的坯体,取混合基体的另一部分经搅拌模压成所述第二半管(3012)的坯体,将所述第一半管(3011)的坯体与所述第二半管(3012)的坯体用黏土粘合成中空式坯体后,阴干后并经高温烧制形成所述促渗排涝盲管(301)。
2.根据权利要求1所述的果园降水集蓄促渗保墒增碳方法,其特征在于,所述混合菌液组分重量份配比为:地衣芽孢杆菌15~20份,米曲霉菌30~45份,凝结芽孢杆菌5~10份,所述混合菌液用于有机类物质的消毒与发酵腐解。
3.根据权利要求1所述的果园降水集蓄促渗保墒增碳方法,其特征在于,步骤S4中,每颗果树的两侧均形成有所述导流竖井(302),且每颗果树两侧的所述导流竖井(302)中心点的连线垂直于果树行。
4.根据权利要求1所述的果园降水集蓄促渗保墒增碳方法,其特征在于,步骤S7中,所述基底层(2021)中锯末、药渣、干畜禽粪便和大蒜-大葱废弃秸秆-叶子混合体的体积比例为4:2:3:1。
5.根据权利要求1-4任一所述的果园降水集蓄促渗保墒增碳方法,其特征在于,还包括步骤S10:于相邻的果树行之间以条播或撒播的方式种植有益间作物(700),所述有益间作物(700)为小麦、油菜、大豆、芥菜、苜蓿、野豌豆、辣椒或茴香。
6.一种果园降水集蓄促渗保墒增碳***,其特征在于,根据权利要求1-5任一所述的果园降水集蓄促渗保墒增碳方法形成,包括浅层入渗子***(100)、集蓄促渗子***(200)以及深层导流子***(300);
所述浅层入渗子***(100)包括地布(101)、垄起(102)以及垄内有机物料填充层(103),所述垄起(102)为沿树行方向,以树杆为中线形成的弧形垄起,所述垄起(102)覆盖于所述垄内有机物料填充层(103)之上,所述地布(101)覆盖于所述垄起(102)上;
所述集蓄促渗子***(200)包括集雨沟(201)和保水促渗有机发酵填充体(202),每一条果树行两侧分别设有一条所述集雨沟(201),所述集雨沟(201)的沟底进行夯实处理,所述保水促渗有机发酵填充体(202)置于所述集雨沟(201)内,所述地布(101)的边缘延伸至所述集雨沟(201)的侧壁上并固定;
所述深层导流子***(300)包括促渗排涝盲管(301)和导流竖井(302),所述导流竖井(302)自所述集雨沟(201)的底部表面向下挖掘形成筒型结构,所述导流竖井(302)为多个且间隔设置,所述促渗排涝盲管(301)以拼接方式沿所述集雨沟(201)的沟底面的轴线设置,所述促渗排涝盲管(301)设置有缺口(3013),所述缺口位于所述导流竖井(302)上方并用于将所述促渗排涝盲管(301)内的水排至所述导流竖井(302)内;
雨水沿所述地布(101)表面汇流至所述集雨沟(201)内的同时渗入至所述垄内有机物料填充层(103)中,所述垄内有机物料填充层(103)利用渗入的雨水发酵形成可吸收物质供果树浅层根系吸收,所述保水促渗有机发酵填充体(202)利用所述集雨沟(201)内的雨水发酵形成可吸收物质供果树中层以及深层根系吸收,所述集雨沟(201)内多余的水分通过所述促渗排涝盲管(301)流入所述导流竖井(302)内,通过所述导流竖井(302)将多余水分补充至深层土壤水库。
7.根据权利要求6所述的果园降水集蓄促渗保墒增碳***,其特征在于,所述垄起(102)的高度差为10~15cm,所述垄起(102)的宽度为80~120cm。
8.根据权利要求6所述的果园降水集蓄促渗保墒增碳***,其特征在于,所述集雨沟(201)距果树行的距离为60~100cm,所述集雨沟(201)的深度为30~50cm,宽度为15~30cm。
9.根据权利要求6所述的果园降水集蓄促渗保墒增碳***,其特征在于,所述第一半管(3011)的孔隙率为50%~80%,所述孔隙的平均直径为10~100μm。
10.根据权利要求6-9任一所述的果园降水集蓄促渗保墒增碳***,其特征在于,还包括间作子***,所述间作子***是通过于所述浅层入渗子***(100)之间以条播或撒播的方式种植有益间作物形成,所述有益间作物为小麦、油菜、大豆、芥菜、苜蓿、野豌豆、辣椒或茴香。
11.一种果园智能补灌***,其特征在于,采用如权利要求6-10任一所述的果园降水集蓄促渗保墒增碳***,还包括土壤墒情监测子***、控制子***以及灌溉子***;
所述土壤墒情监测子***包括数据采集器(400)和土壤水分传感器(500),所述土壤水分传感器(500)布设于所述集雨沟(201)内壁向果树方向延伸预设距离的土壤内,所述土壤水分传感器(500)采集果树根部土壤墒情信息并传递给所述数据采集器(400);
所述控制子***包数据转换装置,所述数据转换装置根据所述数据采集器(400)采集的果树根部土壤墒情信息、果树的目标产量、果树各生育期的需水规律以及多年月平均降雨情况确定不同生育期的灌溉次数、灌水定额和灌溉定额;
所述灌溉子***包括水泵、管路以及滴灌管(600),所述水泵根据所述控制子***的指令进行工作,所述水泵通过所述管路与所述滴灌管(600)连通,所述滴灌管(600)设置于所述集雨沟(201)的内壁上并位于所述集雨沟(201)的沟口。
12.根据权利要求11所述的果园智能补灌***,其特征在于,所述土壤水分传感器(500)沿所述集雨沟(201)的深度方向上下间隔设置有多层。
13.根据权利要求11所述的果园智能补灌***,其特征在于,所述土壤墒情监测子***还包括太阳能电池板,所述太阳能电池板为所述数据采集器(400)和所述土壤水分传感器(500)提供电能。
14.根据权利要求11-13任一所述的果园智能补灌***,其特征在于,所述数据采集器(400)采集到果树根区土壤含水量低于田间水量60%时,所述控制子***控制所述灌溉子***进行灌溉,所述数据采集器(400)采集到果树根区土壤含水量高于80%时,所述灌溉子***停止作业。
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Families Citing this family (3)
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---|---|---|---|---|
CN114651703B (zh) * | 2022-04-06 | 2023-03-24 | 西北农林科技大学 | 果园降水集蓄促渗保墒增碳方法、***及其果园智能补灌*** |
CN115777270B (zh) * | 2022-11-17 | 2024-06-25 | 杭州市临安区农林技术推广中心 | 一种基于水分管理的土壤酸化缓解设备 |
CN118058169A (zh) * | 2024-04-22 | 2024-05-24 | 中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司 | 用于风电场植被恢复的降水拦蓄渗装置 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004244878A (ja) * | 2003-02-13 | 2004-09-02 | Miyama Ind Corp | 雨水貯水装置 |
JP2005229922A (ja) * | 2004-02-20 | 2005-09-02 | Shinichiro Hayashi | 緑化貯留浸透槽 |
CN104322174A (zh) * | 2014-10-09 | 2015-02-04 | 甘肃省农业科学院林果花卉研究所 | 一种基于旱地果树根系土壤水热环境的垄膜保墒集雨小沟集水方法 |
CN105766342A (zh) * | 2016-04-01 | 2016-07-20 | 熊友才 | 一种提高天然降雨入渗、储存和利用的垄沟覆盖栽培方法 |
CN106068741A (zh) * | 2016-06-20 | 2016-11-09 | 中国科学院遗传与发育生物学研究所 | 一种石质山地客土扩蓄造林的方法 |
CN107241992A (zh) * | 2017-06-19 | 2017-10-13 | 甘肃农业大学 | 半干旱区缓坡地打结垄沟集雨种植方法 |
CN211960327U (zh) * | 2020-01-06 | 2020-11-20 | 天津市土壤肥料工作站 | 一种设施膜面软体集雨窖水肥一体化*** |
CN215454456U (zh) * | 2021-08-09 | 2022-01-11 | 中冶南方城市建设工程技术有限公司 | 一种基于市政道路绿化带雨水循环利用的绿化灌溉*** |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004283076A (ja) * | 2003-03-20 | 2004-10-14 | Nuru House:Kk | 植物栽培用筒状基盤、雨樋、ドレン構造 |
DE102009017923A1 (de) * | 2009-04-16 | 2010-10-28 | Hannelore Markgraf | Kapillar-Wasserverteiler und dessen Verwendung in Kläranlagen für häusliches Abwasser |
CN203684315U (zh) * | 2013-10-28 | 2014-07-02 | 甘肃农业大学 | 一种干旱地区树木保墒的微集雨*** |
CN104145756B (zh) * | 2014-08-22 | 2016-04-20 | 静宁县静丰农牧果蔬科技有限公司 | 旱地苹果园覆黑白双色微孔膜集雨滴灌方法 |
CN105594564A (zh) * | 2016-01-12 | 2016-05-25 | 西北农林科技大学 | 一种山地经济林雨水集聚深层入渗方法 |
CN106385927A (zh) * | 2016-09-18 | 2017-02-15 | 西北农林科技大学 | 集聚入渗装置 |
CN106613749B (zh) * | 2016-09-22 | 2019-12-17 | 中国科学院遗传与发育生物学研究所 | 一种农田雨水集蓄、排水及节灌*** |
CN108739313A (zh) * | 2018-07-04 | 2018-11-06 | 甘肃中医药大学 | 一种旱地富集雨水*** |
CN112492914A (zh) * | 2020-11-26 | 2021-03-16 | 西北农林科技大学 | 一种山地果园有机物料原位快速转化提升土壤肥力的方法 |
CN114651703B (zh) * | 2022-04-06 | 2023-03-24 | 西北农林科技大学 | 果园降水集蓄促渗保墒增碳方法、***及其果园智能补灌*** |
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Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004244878A (ja) * | 2003-02-13 | 2004-09-02 | Miyama Ind Corp | 雨水貯水装置 |
JP2005229922A (ja) * | 2004-02-20 | 2005-09-02 | Shinichiro Hayashi | 緑化貯留浸透槽 |
CN104322174A (zh) * | 2014-10-09 | 2015-02-04 | 甘肃省农业科学院林果花卉研究所 | 一种基于旱地果树根系土壤水热环境的垄膜保墒集雨小沟集水方法 |
CN105766342A (zh) * | 2016-04-01 | 2016-07-20 | 熊友才 | 一种提高天然降雨入渗、储存和利用的垄沟覆盖栽培方法 |
CN106068741A (zh) * | 2016-06-20 | 2016-11-09 | 中国科学院遗传与发育生物学研究所 | 一种石质山地客土扩蓄造林的方法 |
CN107241992A (zh) * | 2017-06-19 | 2017-10-13 | 甘肃农业大学 | 半干旱区缓坡地打结垄沟集雨种植方法 |
CN211960327U (zh) * | 2020-01-06 | 2020-11-20 | 天津市土壤肥料工作站 | 一种设施膜面软体集雨窖水肥一体化*** |
CN215454456U (zh) * | 2021-08-09 | 2022-01-11 | 中冶南方城市建设工程技术有限公司 | 一种基于市政道路绿化带雨水循环利用的绿化灌溉*** |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
山地果园集雨-壤中防渗对水分入渗、分布和利用率的影响;金波等;《应用生态学报》;20180306(第05期);第1559-1568页 * |
黄土高原雨水集聚深层入渗技术试验研究 ——以山地苹果园为例;宋小林;《中国博士学位论文全文数据库 农业科技辑》;20171115;全文 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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