CN1329819A - 一种栽培灌溉作物的新方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种栽培灌溉作物的新方法,其技术特征是,通过毛细管集束将水源或输水管道的水与所种作物相连接,利用毛细管对水的吸引力将水输送给作物进行灌溉。此种灌溉,排除了水压对毛细管集束单位时间输水量的影响。在不用外加能量的情况下,毛细管集束能将低于作物的水吸引提升供作物吸收;也能将压力较大的灌溉水转化为无压力水。使水输送均匀、稳定、精确,无重力水产生,没有水浪费。达到节能、节水、节肥、节劳力、疏松土壤,提高作物产量目的。与现有滴灌比较,能节省电力90%,节水50%以上,还能节省基础设施投入。耗用6吨水就可产生一吨生菜或莴笋。此技术的推广使用,有难于估量的社会效益和经济效益。

Description

一种栽培灌溉作物的新方法

本发明涉及到一种栽培灌溉作物的新方法，其技术特征是，栽培在容器(图1-1)或地里(图1-2)的作物所需的水通过毛细管集束(图1-3)与水源(图1-6)或输水主管道(图1-4)的水(图1-5)相连接取得。在毛细管吸水所能达到的高度内，毛细管集束对作物单位时间输水量与水压大小无关，与毛细管集束横截面积的大小和毛细管对水吸引力的大小有关。在没有任何外加能量的情况下，毛细管集束能源源不断的将水提升供给高于水源的植物生长的需要；能将水压高于植物根部的水转化为无压力的水，使水输送均匀、稳定、精确，无重力水产生，没有水的浪费。

众所周知，目前灌溉作物的形式有漫灌、喷灌、微灌等，而微灌又分滴灌、微喷灌，涌泉灌及管道渗水。微灌技术比漫灌喷灌都能节约水，对农业发展做出了贡献，但尚有不足之处。一是受水压影响。水压越大流出的水就越多，除管道渗灌外，没有正水压的驱动，微灌就停止，为保持水压，就需要消耗能量；二是有重力水流失，当水压较大时，滴、喷、渗的水就越多，就会产生径流水、重力水、使水流失浪费。三是堵塞。涌泉灌及管道渗灌，由于受热胀冷缩影响，埋入地下涌泉灌的管道孔易被泥土堵塞，管道渗灌也易被污染物细粒所堵塞、影响继续灌溉。需要清洗才能重新运作。四是管壁渗灌及孔眼渗灌都不适合在无土的地面、空中应用，也不适合与盆栽连接耕作。五是最重要的，目前的所有灌溉方式都不能在无外压、无外加能量的情况下，将低于作物相当距离的水源进行提升，对处高位的作物进行有效的灌溉。

本发明力图克服上述这些不足，采用毛细管集束与水源、输水管道相结合的办法，利用毛细管对水的吸引力，将水引至所栽培作物的根部活动区，作物根毛可直接吸收；或毛细管束先将水引至土壤，再经土壤的毛细管将水扩散，然后供植物吸收。根据科学家测定，植物根毛对水的吸收力相当于15.2×10⁵帕，大于毛细管对水的吸引力。

植物对水份的吸收打破了毛细管束对水份吸引的平衡现象，毛细管需再吸引水份建立新的平衡，使对植物的灌溉得以继续进行。植物的需水量调节着毛细管的输水量。这种灌溉形式有别于目前任何一种灌溉形式。它的技术优点是：

1.能将处于作物下方的水，在无外加能量的情况下，由毛细管吸收提升供作物吸收。毛细管将水吸引提升所能达到的高度，决定于水源位置的高低和毛细管对水吸引力的大小。

2.在无外加能量的情况下，能依靠毛细管集束与土壤毛细管或植物根毛的密接，完成水份的不断转移，最终完成灌溉过程。

3.毛细管束单位时间的供水大小，与水的压力大小无关，只与毛细管集束所含毛细管数和毛细管对水吸引力有关，因此，所供应的水能做到稳定、均匀、定向、精确。没有重力水产生，没有水的浪费。

4.毛细管束输送出来的毛细管水易被土壤的毛细管吸收、扩散，能使板结的土壤变得疏松、有利于作物根系活动层生态环境的改善和空气交流，使作物更好地生长。

5.适用于一切栽培空间和地域。

这种栽培灌溉方式是这样来实现的：先将毛细管集束制好。毛细管集束可用植物纤维、化学纤维、矿物纤维单独或互相组合制成，只要吸水快、输水能力强、耐酸碱、耐老化、实用价廉就可以。为了防止水份在毛细管集束输送过程中的损失，毛细管集束要有不透水的外套、可用塑料薄膜或橡胶制成。毛细管集束与水接触一端是开孔的，有利于水的进入；与土壤或植物根系接触的一端，毛细管集束露出外套，有利于水份转移至土壤或直接被植物吸收。水源是通过输水管道供应时，毛细管束必须***水管里，在***交界处互相之间必须紧密衔接，以防止溢水。具体实施方案有：

一、水源(供水管道、储水池)通过毛细管集束与栽培容器或土壤作物相连接。

此种情况要按栽种作物的密度、作物的需水量、水源的水面与栽培容器的垂直距离来决定毛细管集束的分布和毛细管集束的长度。

1.栽培容器或土壤作物与供水管的垂直距离为零，只要很短的毛细管集束，就可完成将水转移给作物，这种栽培，有利于节约毛细管集束，即可在地面或土壤进行，也可用栽培容器埋入地下或在空中进行。埋在泥土、沙子进行栽培时，栽培容器可用薄膜制成，以降低成本减少水份蒸腾。

2.栽培容器或栽在土壤的作物根部与水源(供水管道或储水池)有距离。

(1)栽种在容器或栽在土壤的作物高于水源(供水管道、储水池)的栽培。这种栽培，作物在上，水源(供水管道、储水池)在下。作物与水池的垂直距离一般在200cm以内。如在平原的庄稼地，挖掘一个深200cm的水窖，将地表径流水引聚于内、然后将水从窖底用输水管道引出，并按这个深度水平延伸至要灌溉的作物。按作物的距离在供水管道上打好孔，将有保护外套的毛细管集束的一端***供水管内，另一端与栽种的作物相连接，将水通过毛细管物质吸引至作物根部或土壤基质供植物吸收。

(2)一条输水管与多行栽种的作物相连接。即用一条供水管道，按照所种作物行数及株与株之间距离打孔，通过***长短不一的毛细管集束，分别与栽种的作物进行连接，一条输水管道即可为多行的作物灌溉。

(3)栽种在容器或栽种在土地里的作物低于水源(供水管道或储水池)的栽培。这种栽培灌溉，一是直接用毛细管集束将水源(供水管道或储水池)的水引入下面栽种的作物，将毛细管束埋入土壤里。如在大棚，可在地面上建筑一个水池，在地面下也可构筑一个水池。当上层储水池的水用完后，通过移动水泵将地下水池的水抽入上层水池，维持水从上至下的毛细管集束灌溉。

3.盛水容器与栽培容器相连接栽培。用毛细管集束将盛水容器与栽培容器相连接，既可将储水容器置于作物之上，也可置于作物之下。并可把栽培容器和储水容器制成各种造型，如动物型、人物型、矿物型、植物型、还可相互组合搭配，以增加艺术观赏性。

二、在平地和坡地里建微型储水库栽培灌溉。

在平地或坡地挖坑，作防渗处理。坑的容积视栽种作物和当地雨量而定。下雨时，将一定范围的地表径流水引入储存，然后用输水管道和毛细管集束将水引灌作物。

三、空中立体栽培灌溉。

根据需要，可将供水管道组装成各种立体形状，固定在空间并放置与之相应的栽培容器，可形成宝塔式、斜坡式、圆柱式、方柱式、平面与斜坡结合式、宝塔与平面结合式、圆柱与斜坡结合式、方柱与平面结合式等图案。栽在容器的作物所需要的水份，通过毛细管集束从供水管道内引至容器作物根系活动区，供作物吸收。

四、在楼顶、沙石地面上进行栽培灌溉。

在楼顶建储水池离储水池底部10cm之处安装有总开关(图2-1)的出水管，出水管外接横向的具有多出水口的管道(图2-2)每个出水口的管道距离，以所种作物的要求而定。然后将安装有毛细管集束的供水管(图2-3)与之紧密衔接。将装有种植泥土或其他基质的容器的底部***输水的毛细管集束(图2-4)，在容器种上作物，淋定根水后，只要栽培基质营养配合得当或在储水池中加入营养液，作物就可正常生长。在波浪式起伏的地形特别是硬石地带，只要波峰与水源水面垂直距离不超过毛细管对水吸引提升的高度，将填充有毛细管物质的供水管道一端深入水源，水就可沿供水管道越过波峰供给所栽种的作物吸收。

五、在沙漠地进行栽培灌溉。

首先在沙漠地适当的地方构筑储水池。水池上面要密封以防水份蒸发。在储水池引出总开关管道，管道出口横向衔接具有多出口开关的管道，此管道是定位在沙漠地表面还是埋入沙漠地层里，依据储水池的位置和种植作物的需要而定。一般采用将容器埋入沙土内。将植物生长需要的有机和无机肥料与沙漠的沙掺混，填满容器，在容器口用农膜做盖扣住防止水份蒸发。如种的是多年生的植物，容器的底部可放开，让植物的根往深层扎并向横生长；如种的是当年收获的作物，容器底部开个小圆孔，供导水的毛细管集束***即可。在沙漠的种植还可采用高吸水物质相对固定水份，采用喷洒能形成膜的技术防止植物所需要水份的蒸腾损失。

本发明创造的栽培灌溉方法，有巨大的现实性和社会意义。一是适应面广。可用于沙石地带、沙漠、干旱地区、平原无水库地区、漏水地、海岛、水面、空中、家居阳台、楼顶、墙壁等空间和平面。如在缺水平原地，有雨水时很快流失。没有池塘和水库截流。用这种灌溉方法，可在地表下面挖窖或水池，将地表水聚集、储蓄，用输水管道与之衔接，再通过毛细管物质吸引提升到作物根系活动区，供植物吸收。不消耗能量，易于实行。用这种方法可扩大人类生活所需食物的种植面积。二是既节水又增产。本发明人在广西***大田用供水管道和毛细管集束输水做栽培莴笋实验，亩产比一般传统方法增加50％，达到7492.5公斤，节水显著，每公斤莴笋才耗水4.5公斤。三是节能节肥。因为所用的水可为地表面以下的水，无须加压和提高水位，用的是自然力量。没有重力水带走肥料。四是疏松土壤，节约劳力。毛细管水有巨大活力，不管是由下向上走还是由上往下走，可将土壤疏松，防止板结、再加上施肥、施药工作可通过供水管道和毛细管物质进行，大大节约了劳力。五是投入少。无须特殊的加压和提高水位设备，所建水池可在地表以下，投资者种植西瓜、葡萄等瓜果类作物，每亩地只需投入200余元，可用10年以上。

总而言之，这种栽培灌溉方法，对解决世界性缺水具有现实意义。据***预测，进入21世纪初期，全世界就有三分之一的国家严重缺水。我国也列入了贫水国家。再加上土地由于荒漠、沙化等原因日益减少，许多科学家论证，地球至多只能养活100亿人，而现在地球的人口已超过60亿。人口对水源、土地的压力很大。埋伏了社会动荡的因素。本发明是节水和利用一切平面，空间栽种作物的有效手段，也是改造沙漠和阻止土地荒漠化的有效手段，可作到社会效益、生态效益、经济效益的统一，具有巨大的市场潜力，值得大力推广。

Claims (6)

1.一种栽培灌溉作物的新方法，其技术特征是，通过毛细管集束(图1-3)将栽种在容器(图1-1)或土地里(图1-2)的作物与水源(1-6)或输水主管道(图1-4)的水(图1-5)相连接，以进行稳定、精确灌溉。

2.根据权利要求1，其技术特征是，在一定高度内，毛细管集束对作物单位时间输水量与水压大小无关，与毛细管集束横截面积的大小和毛细管对水吸引力的大小有关。

3.根据权利要求1，其技术特征是，与毛细管集束相连的输水主管道，管道内既可以是空心式的，也可以是充满毛细管物质的。

4.根据权利要求1，其技术特征是，在地表以下建筑微型储水池，引聚地表径流蓄水，毛细管集束能将水提升对作物进行灌溉。

5.根据权利要求1，其技术特征是，与毛细管集束连接的栽培容器，可成行地固定在地面(图2)、楼顶、阳台、水面、空中或埋在土壤内1、容器形状可制成动物型、人物型、植物型、矿物型及组合型。

6.根据权利要求1，其技术特征是，连接作物与水源或输水管道的毛细管集束有保护外套，与作物连接的一端毛细管集束从外套伸出。

Images