[发明专利]一种地下灌溉的装置及其工作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种地下灌溉的装置及其工作方法，属农业栽培的技术领域。

背景技术

农业生产是人类的衣食之源，生存之本。纵观历史，农业生产先后经历了原始农业、传统农业和现代农业三个阶段。近代以来，农业生产上广泛应用石油动力机械，大量使用化肥、农药等外部化学品，加上农田水利逐渐完善、作物品种改良及栽培技术的进步，农业生产率大大提高，粮食产量大幅度增加，在一定程度上解决了因人口增长带来的食品数量增加和营养提高的需求，但随着经济的发展，越来越多的人离开农村移居城市，同时农业耕地面积也在不断减少，农业面临着新的问题与挑战。就我国北方旱田耕作区域来说，目前存在以下问题（以小麦-玉米轮作）为例：

1)农业生产中为追求高产量，投入大量肥料，造成肥料利用率低，导致资源浪费，并带了环境污染。其原因主要是生产者为了节省时间，减少了施肥次数，提高了肥料用量。一般是肥料在翻地时撒施或机械播种时带入作为底肥，由于作物生长期间不方便机械操作，难以实现开沟施肥、覆土作业，一般人工撒施于地表，追施次数以1次居多。

2)水资源紧缺对农业生产的影响逐渐明显。目前全国正常年份缺水量近400亿立方米，其中农业缺水约300亿立方米，不但水量缺，水污染状况也日趋严重。由于农业是用水大户，其用水量约占全国用水总量的70％，其中90％用于种植业灌溉，但在农业上用水浪费情况十分严重，全国灌溉水利用率只有40%左右。随着工业和城市化的发展以及人民生活水平的提高，越来越多的水被用来满足工业和居民生活的需要，灌溉用水将更加紧张，近年来，全国受旱面积平均每年达3300多万公顷。

3)农业机械在作物耕种和收获时逐渐普及，但使用时车道不固定，逐渐形成了犁底层，犁底层的形成会影响作物对水分、养分利用。而且在每年耕翻时，由于没有固定车道，只能行驶在耕翻后的土地上，耕翻后土地松软，使得农机行驶时阻力大，耗油高。另一方面，由于没有固定车道，农业机械作业只是在种植和收获时应用，作物生长期间田间管理还不能方便的应用。

为提高水分和肥料的利用率，水肥一体化成为当前农业生产一个重要发展方向。该技术是水和肥同步供应的一项农业技术，将可溶性固体或液体肥料配制成的肥液，借助压力系统，与水一起灌溉，根据土壤养分含量和作物种类的需肥规律和特点均匀、定时、定量浸润作物根系发育生长区域，把水分、养分定时、定量、按比例直接提供给作物，满足作物不同生长期需水、需肥，从而达到提高作物品质、增产增收的目的。滴灌是水肥一体化技术的主要形式，根据滴灌工程中毛管在田间的布置位置分为地上和地下两种情况：

1)将毛管布置在地面，在灌水期间毛管和灌水器不移动的系统称为地面固定式系统。现在滴灌绝大多数采用这类系统。其优点是安装、维护方便，也便于检查土壤湿润和测量滴头流量变化的情况；缺点是毛管和灌水器易于损坏和老化，对田间耕作也有影响。

2)将毛管和灌水器（主要是滴头）全部埋入地下的系统称为地下固定式系统。这是在近年来滴灌技术的不断改进和提高，灌水器堵塞减少后才出现的，应用面积逐渐扩大。与地面固定式系统相比，它的优点减少了地表水分蒸发和盐分积累，免除了毛管在作物种植和收获前后安装和拆卸的工作以及设备的破坏损失，延长了设备的使用寿命；并且地表上没有管道，不影响田间简易农事操作，但是在实际使用过程当中，其安装铺设过程较为复杂，所述的地下埋设的滴头容易堵塞，一旦损坏，其更换和维修成本较大。

地下滴灌已被世人公认是最有发展前途的高效节水灌溉技术之一,但是在粮食种植大田中的应用仍受到限制，其中埋在地下的管道会影响机械翻耕作业便是一个比较关键的因素。所以现有技术中一般是将管道埋置到耕作层以下，中国专利文献CN202588004U提出将地下滴灌支管埋置深度为40cm，虽然可以避开目前旋耕犁的作业深度，但埋置位置过深，操作费工，同时会导致水分、养分向下流失，降低了地下滴灌的效果。

随着我国工业化、城市化进程的推进，土地流转政策的实施，土地将逐渐实现集约化生产，经营者对于能够实现田间生产管理机械化、精准化、节约化的技术需求会越来越强烈。

发明内容

针对现有技术中所述的缺陷和不足，本发明提供了一种地下灌溉的装置。

本发明还提供一种上述地下灌溉的装置的工作方法。本发明还利用独特结构的地下灌溉装置对田间作物的水肥管理进行精准化管理，实现了高效的田间水肥管理。

本发明的技术方案如下：