[发明专利]一种基于根区土壤水分胁迫响应的灌溉装置及灌溉方法

说明书

本发明公开了一种基于根区土壤水分胁迫响应的灌溉装置，包括供水箱、中转水箱、根灌管，供水箱、中转水箱、根灌管通过管路依次连接形成回路，中转水箱还连接有马氏瓶；供水箱、中转水箱、根灌管之间均设置有电磁阀；电磁阀电性连接控制器；控制器还连接有数个传感器，传感器设置于根灌管周围。此外，还公开了一种该装置的灌溉方法。本发明应用于干旱地区各类农业生产条件，分阶段供水方式协调配合使用，保证了根区土壤含水量的相对稳定，且节省了大部分农业灌溉用水，防止水资源的流失浪费，节省了电力等能源消耗，降低了农业生产投入成本。

技术领域

本发明属于农业节水灌溉设备技术领域，具体涉及一种基于根区土壤水分胁迫响应的灌溉装置，本发明还涉及应用该装置进行灌溉的方法。

背景技术

在农田作物生产过程中，适度的水分补给不仅可以提高作物的新陈代谢作用，而且促进作物的生长，是作物生长增产的必需条件。尤其在干旱地区，作物生长过程均需要人为灌溉进行田间土壤水分补给，以满足作物生长的正常需水量。田间灌溉发展到现在，已经有很多种灌溉形式出现，比如漫灌、滴灌，喷灌、微喷灌、渗灌及根灌等。灌溉形式的选择主要是通过出水量的调节，来满足不同作物对土壤水分的需求。在我国北方干旱与半干旱区域，由于农业用水的过度紧张，发展农田作物灌溉方式的同时，还需结合当地水资源的分布状况。因此，根据田间作物种类的需水量，发展节水灌溉技术，是目前农业灌溉科学发展的新方向。

果树类作物的生命周期一般均为多年生，根系发达且扎根较深，采用漫灌或滴灌的灌溉形式，灌溉水利用效率较低且容易造成水资源的过度浪费。针对于果树类作物的需水规律，农业技术人员主要采取根灌方式为果树提供土壤水分，相较于滴灌方式而言，根灌可以穿过作物根层上部土壤，将水分直接送到作物根系层，供作物根系吸收利用，这不仅提高了作物对水分利用效率的同时，也减少了土层表面水资源的蒸发浪费。

现有的根灌方式在实际应用过程中，也存在一定弊端。通过将管道插入土体中容易造成管道末端的堵塞，存在对堵塞管道的维护困难、无法实现土体湿润均匀、未能实现根灌的自动化、未考虑根灌出流在土体中的湿润面积均匀程度等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于根区土壤水分胁迫响应的灌溉装置，解决了现有技术中存在的在极端农业土壤环境下，根据果树根层土壤水分胁迫无法及时做出响应进行果树根层补水的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种基于根区土壤水分胁迫响应的灌溉装置，包括供水箱、中转水箱、根灌管，供水箱、中转水箱、根灌管通过管路依次连接形成回路，中转水箱还连接有马氏瓶；供水箱与中转水箱之间设置有水泵和电磁阀A，马氏瓶与中转水箱之间设置有电磁阀B，中转水箱与根灌管之间设置有电磁阀C，根灌管与供水箱之间设置有电磁阀D；电磁阀A、电磁阀B、电磁阀C、电磁阀D、水泵均电性连接控制器；控制器还连接有数个传感器，传感器设置于根灌管周围；控制器连接电源。

本发明的特点还在于：

根灌管为螺旋型。

根灌管内部接通有多个消能块。

根灌管出水口周围设置有防堵护网。

传感器为TDR土壤水分传感器。

传感器垂向等间距布设。

中转水箱设置有底座，底座的高度可调节。

控制器为HE5710。

本发明的有益效果是，实现果树根区三维立体全角度灌溉补水，提高果树根系对土壤水分的吸收，将根区土壤含水量保持在一个相对稳定的变化范围内，供果树根系吸水生长。同时可以对果树根区土壤含水量实时监测，提高预判风险能力，操作简单，结构稳定。

本发明的另一目的是提供一种根层灌溉的方法。