[發明專利]一種水肥氣分根區交替灌溉方法

有效

• 申請號: 202210307681.0
• 申請日: 2022-03-25
• 公開（公告）號: CN114651582B
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發明（設計）人: 劉曉初;鄭佳鵬;梁忠偉;蕭金瑞
• 申請（專利權）人: 廣州大學
• 主分類號: A01C21/00
• 分類號: A01C21/00;A01G29/00;A01C23/04;A01C23/00
• 代理公司: 北京八月瓜知識產權代理有限公司 11543
• 代理人: 秦瑩

1.一種水肥氣分根區交替灌溉方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1:種植作物

種植時，將作物的莖干置于種植穴中心，穴深30-40cm，填土時，預留10cm深度埋設水肥氣一體滴灌管；

S2:設備鋪設

將水肥氣一體滴灌管按渦狀線式布管埋設于種植穴中，其幾何圓心與種植中心重合且距地表10cm；

S3:根區劃分

在水平區域上對根系劃分根區，將根系分為左右兩個半區，對應著渦狀線式排布的滴灌管也分為左右兩個半區；在每個半區的滴灌管上等距打孔，安插上多個滴灌器，每個滴灌器可進行水肥氣灌溉且含有土壤探針獲取對應濕點的含水率；

S4：干濕定義

取同根區所有滴灌器上的土壤探針所探測的平均土壤含水率為該根區的土壤含水率，用E表示：

(1)干燥區：當Ea時，認定該區土壤為干土；其中，a為干旱脅迫上限值，土壤含水率低于該值時根系發生干旱脅迫效應，取值由作物類型決定，一般取25％-40％；

(2)濕潤區：當Ec時，認定該區土壤為濕土；其中，c值為根系生長的最佳土壤含水率，由作物類型決定，一般取55％-85％；

(3)當Eb時，認定干燥區失水嚴重，將影響作物的正常生長；其中，b為干旱脅迫下限值，土壤含水率低于該值時根系無法正常生長，取值由作物類型決定，一般取15％-20％；

S5：分根區交替灌溉

通過控制左半區和右半區的滴灌器交替執行正常的水肥氣灌溉策略，使左右根區交替出現干燥而受到干旱脅迫；

具體如下步驟：

S501:設置同個根區的滴灌器執行同樣的灌溉決策；

S502:所有滴灌器的土壤探針每天實時獲取根區的平均土壤含水率E；

S503:系統置左根區為濕潤區，右根區為干燥區；

S504:當濕潤區的Ea時，濕潤區的滴灌器閥門開啟，進行水肥氣灌溉；當濕潤區的Ec時，滴灌器閥門關閉，結束灌溉；

S505:當檢測到干燥區的Eb時，系統在第二天置換干燥區與濕潤區；

S506:返回S504,重復執行S504-S506步驟；從而使左根區與右根區間交替出現干燥；

水肥氣灌溉包括如下步驟：

S001:所有滴灌器的土壤探針每天實時獲取根區的平均土壤含水率，為水肥氣分根區交替灌溉系統提供灌溉指令；

S002:根據水肥灌溉需求，水肥液一體化機配制作物所需的水肥液并輸出；微納米氣泡發生器工作將氣體罐中的氣體轉化成微納米氣泡輸出；增壓氣泵對經過的氣體進行增壓，使氣體壓強高于壓力式氣閥的工作閥值；若需保溫養根，可將通入的氣體進行增溫處理，從而使通氣具有保溫御寒的作用；

S003:水用電磁閥打開，氣體電磁閥打開，水肥液與氣體同時進入滴灌裝置；

S004:水肥液從水用電磁閥流至進水管，再流至過濾器，將雜質進一步過濾掉；氣體經氣體電磁閥流至進氣管；

S005:在強壓的作用下，壓力式氣閥打通，部分氣體從壓力式氣閥流至進水管，溶入水肥液，形成水肥氣液；由于氣體具有一定壓強，能起到攪拌作用，使水肥進一步混合了，減少了水肥液由于長管道運輸帶來的沉淀，減少了肥料的浪費，也使滴頭更加不易堵塞；

S006:水肥氣液流至滴灌水管；部分氣體從進氣管流至滴灌氣管；

S007:水肥氣液流至各個滴灌器的進水口；氣體流至各個滴灌器的進氣口；

S008:同根區的滴灌器同樣的灌溉決策；具體的，需水肥氣灌溉的根區對應的滴灌器的水閥打開，水肥氣液流至滴頭；

S009:水肥氣液從滴頭均勻流出，到達根系附近的土壤中；

S0010:水肥氣液在土壤中滲透，最終部分被附近根系吸收，而部分未被溶解的氣體開始擴散，為根系補充氧氣；

S0011:一段時間過后，水肥氣灌溉結束；各開關量復位，與灌溉前一致；

S0012:滴灌器的氣閥打開，由于氣管存有壓強，氣管中的氣體流至滴頭,擴散到附近的土壤中，直至壓強消耗完，氣閥關閉；

S0013:水肥氣分根區交替灌溉系統進行待機狀態，等待下一次灌溉指令，土壤探針繼續探測土壤含水率。

2.根據權利要求1所述的水肥氣分根區交替灌溉方法，其特征在于，S2中，水肥氣一體滴灌管埋設時，在垂直方向上應保證作物的根系全部扎于滴灌器位置下土層土壤。