[发明专利]根系分区交替灌溉控制器及其灌溉系统

说明书

技术领域

本发明属于灌溉技术领域，具体涉及一种根系分区交替灌溉控制器及其灌溉系统。

背景技术

康绍忠等于1996年基于节水灌溉技术原理与作物感知缺水的根源信号理论提出的根系分区交替灌溉技术是主动控制作物根区土壤在水平或垂直剖面的某个区域的水分状况，使作物根区始终有一部分生长在干燥或较为干燥的环境中，限制该部分的根系吸水，同时通过人工控制使根系在水平或垂直剖面的干燥区域交替出现，使干燥区的根系产生水分胁迫信号传递到叶气孔从而有效调节气孔运动，而处于湿润区的根系从土壤中吸收水分以满足作物的生命健康需水，使对作物的伤害保持在临界限度以内。同时由于表层土壤总是仅有部分区域湿润，既可减少棵间全部湿润时的无效蒸发损失和总的灌溉用水量，亦可降低土壤机械强度、改善土壤的通透性，促进根系的补偿生长，提高根系对水分、养分的利用率，提高矿质养分的有效性，以达到不牺牲作物的光合产物累积而大量节水的目的。

近几年的研究结果表明，控制性作物根系分区交替灌溉具有明显的节水效果。在专利号为ZL 2004 2 0041661.0的中国专利申请文件中公开了一种果树根区交替滴灌的灌溉系统，其工作原理为支管和与支管连通的管壁上设置有出水口和多路毛管，多路毛管的两端按间距固定设置于牵引件上，牵引件两端设置有平移机构，平移的长度是灌溉管的平移间距，通过平移灌溉管实现交替滴灌，其交替灌溉控制方式为手动控制。上述灌溉系统不适用于大田沟灌作物以及果树和温室蔬菜局部根区灌溉的智能管理与自动控制，在节省人工，节地、节水、节及操作方面也不甚理想，不便于大面积推广应用。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的在于解决上述现有技术的不足，提供一种实现根系分区交替灌溉的控制器及其灌溉系统。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种根系分区交替灌溉控制器，包括：

信号采集模块，设置于作物两侧的灌水沟中，用于采集土壤水分信息；

信号转换与数据处理模块，用于根据接收到的所述信号采集模块采集的信息，控制作物隔沟交替灌溉；

参数设定模块，用于设定所述信号转换与数据处理模块的参数。

优选地，所述信号采集模块为土壤水分传感器；在每行作物两侧均匀布设多个土壤水分传感器，传感器监测相应灌水侧土壤计划湿润层含水率信号。

优选地，所述信号转换与数据处理模块计算所述多个传感器监测值的平均值，与预先设定的灌水上下限比较；当灌水侧土壤含水率达到灌水上限时，发出控制信号，停止供水；当灌水侧土壤含水率达到灌水下限时，发出控制信号，给另一侧供水，当该侧多个传感器监测平均值达到灌水上限时，停止供水，往复工作，控制隔沟交替灌溉。

优选地，所述信号转换与数据处理模块包括单片机，实现智能控制。

优选地，所述参数设定模块为具有人机交互功能的手持式交替灌溉参数设置仪，设定的有关灌溉参数包括作物种类、品种、作物株行距、土壤类型、田间持水率及计划湿润层深度，并将参数以无线传输方式发送至信号转换与数据处理模块。

本发明还提供一种根系分区交替灌溉系统，包括上述的控制器，还包括：电磁阀、输水主管、输水支管和交替灌溉阀；所述电磁阀为总阀门，通过输水管向交替灌溉阀供水；所述信号转换与数据处理模块通过控制电磁阀和交替控制阀，实现隔沟交替灌溉。

优选地，所述灌水支管中制有导槽；导槽中设有多个与灌水沟相对应的交替灌溉阀，每个阀门包括出水口、止水橡皮、复位弹簧、永久磁铁和电磁铁；通过电磁铁的通断电来关闭或打开阀门。

优选地，所述止水橡皮边缘设有密封圈，并通过水压保证阀门关闭时密封可靠。