[发明专利]一种丘陵山区抗旱集雨及水肥一体化滴灌系统

说明书

技术领域

本发明属于农业抗旱、环保、节能、节水灌溉领域，特别是涉及一种丘陵山区抗旱集雨及水肥一体化滴灌系统。

背景技术

水资源短缺是制约我国农业发展的关键因素之一，尤其是在我国贵州等西南山区，虽然降雨量较充沛，但干旱等极端天气也时常出现，导致山丘地区作物干旱缺水，因此在山丘地区修建集雨池进行调蓄是解决这一问题的主要方法。近年来，随着雾霾天气的加重，人们越来越重视对环境的保护，而作物秸秆、农膜等农业废弃物的燃烧已经成为大气污染的主要部分，秸秆、农膜等农业废弃物的随意堆放也会引起环境的污染，如何处理这些农业废弃物也是目前我国农业生产中急需解决的问题。随着我国设施栽培和规模化种植的发展，由于传统的灌溉技术管理粗放，水资源利用效率很低，严重的浪费了水资源，且施肥工作通常采用人工，不仅费时费力，肥料利用率也不高。

目前，集雨技术和滴灌技术虽然都已有所发展，但是现有的集雨池设计和滴灌技术都存在很大的缺陷，如何设计建造经济合理的集雨池是当前亟需解决的难题，集雨池建设容积过大会浪费紧缺的耕地资源，容积过小则难以充分收集降雨。滴灌带、小管出流等滴灌技术在作物生产已经得到较大范围的推广，起到了节水增产的效果。现有的滴灌系统由于容易堵塞很难实施水肥一体化，又因山丘地区地势等因素，很难将收集的雨水通过管道自流输送到需要灌溉的区域，需要水泵进行提水，但是绝大部分山丘种植区域很少有电的通入，有的地区使用太阳能发电或风力发电，但太阳能发电在黄昏、阴天等日照较弱时不能有效工作，风力发电在无风或风速小时，供电又难以满足水泵运行的需求。在农业生产中也产生很多的农业废弃物，如小麦、玉米秸秆，农膜等，燃烧会造成空气污染，随意堆放也会造成环境污染，农业废弃物的污染也成为目前生产中所面临的主要问题。

如何合理高效的利用降雨、修建集雨池等小微型水源工程、解决秸秆、农膜等农业废弃物污染、山丘种植区用电以及灌溉施肥技术管理粗放、水肥利用效率较低等问题，将是解决我国西南地区部分种植山区、坡地干旱缺水、农业废弃物处理、合理灌溉的有效途径。

发明内容

发明目的：为解决山丘种植区干旱缺水、农膜等废弃物污染、供电不通及现有滴灌技术中存在的管道堵塞和肥料利用效率低下的问题，本发明提供一种丘陵山区抗旱集雨及水肥一体化滴灌系统。

技术方案：为实现上述技术目的，本发明提出了一种丘陵山区抗旱集雨及水肥一体化滴灌系统，其包括集雨系统、发电系统和水肥滴灌系统，其中：

所述的集雨系统包括铺设垄体、垄间的集雨地膜及建于种植坡地下方的集雨池，所述种植坡地为在山丘区选择适合坡地起垄而形成垄体和垄间；所述集雨地膜是将可降解纳米保水地膜覆盖在垄体和垄间上制作而成；所述集雨池修建在坡地低处，利用地势差，将集雨面收集的雨水自流收集于集雨池中；其中，所述可降解纳米保水地膜是由如下重量百分比的组分混合吹塑制得：纳米CaCO₃ 10-15份、纳米TiO₂ 5-10份、聚乙烯醇10-20份、聚丙烯15-25份、聚乳酸2-3份、秸秆生物质炭12-27份、MP3005保水剂10-20份、EM扩大液3-5份、糖蜜1-3份、复合增塑剂15-26份、生物降解促进剂5-12份、光引发剂2.8-5份和淀粉胶黏剂1-5份。

所述的发电系统包括若干太阳能电池板、风力发电机、沼气发电装置和蓄电池装置，风力发电机、太阳能电池板和沼气发电装置为互补发电，该系统是集风能、太阳能及沼气发电等多种能源发电技术及系统智能控制技术为一体的复合可再生能源发电系统；

所述水肥滴灌系统包括滴灌管道，来自集雨池的水通过水泵运输到滴灌管道内，滴灌管道包括依次连接的控制管道和滴灌主管，控制管道上依次设置有闸阀、压力表和施肥器，滴灌主管的表面设置有若干滴灌支管，每个滴灌支管上设置压力补偿式滴头，压力补偿式滴头埋设在作物的根部。

优选地，所述集雨池建造为5-6m³，铺设的集雨面大致利用4-6条垄，覆盖面积为96m²-150m²的纳米可降解地膜用于收集雨水。

在集雨面与集雨池接连口设有雨水拦污栅，用于过滤、净化收集的雨水。所述的水源经水泵的滤膜过滤后再运输到滴灌管道内。