[发明专利]盆栽试验水分管理装置及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及盆栽试验水分管理领域。

背景技术

盆栽试验作为一种模拟试验，由于较之大田试验能更为准确的控制水分、养分、甚至温度、光照等条件，因而广泛用于各种植物营养、土壤养分等机理性研究及探索性研究中。

使用传统盆钵的盆栽装置在试验过程中虽可以通过人为操作对其试验条件进行调控，但往往在控制条件复杂或试验处理数较多的试验中因需要花费较长时间用来维护，对于人力分配要求严格而难以实现，或因为人为因素造成试验结果的偏差。在有关土壤盐分的盆栽试验中，往往一方面需要保持植物生长合适的土壤含水量，另一方面又必须避免在浇水过程中过量的水分渗从盆钵底部的孔中渗出，而造成土壤盐分的淋洗，因而在传统试验中往往需要在盆钵底部垫上托盘用于收集土壤渗漏液并需要将托盘上的渗漏液重新倒回至种植植物的盆钵内。

但在不同土壤条件下，土壤的持水能力与其水分的渗漏速率存在差异，在浇水之后对于盆钵底部是否会有渗漏液流出，或何时流出以及流出的量都难以掌控，因而在试验过程中可能会存在错误判断，造成渗漏液流出过多溢出托盘，或在托盘中未能及时倒回到盆钵内在盆栽的搬动过程中出现了撒漏的现象，这都会造成试验最终结果的不准确。同时在传统的盆栽试验中对于土壤含水量的控制通常使用称重法，因此在每次浇水都需要移动盆栽工作量巨大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是实现一种能收集并自动回流土壤渗漏液，自动检测并保持土壤含水量的装置。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：盆栽试验水分管理装置，用于种植植物的盆钵放置在称重系统上，所述称重系统输出盆钵重量信号至控制器，所述盆钵底部的导水孔下方设有渗漏液收集器，所述渗漏液收集器将土壤渗出液引流至渗漏液室，所述渗漏液室内设有水位传感器，所述水位传感器输出信号至控制器，所述渗漏液室底部的出水口连接渗漏液回流泵，所述渗漏液回流泵的出水口经输送臂将水压送至盆钵上方的滴灌硬管，所述控制器输出驱动信号至渗漏液回流泵。

装置设有储水箱，所述储水箱内的出水口连接水泵，所述水泵的出水口经第一管路将水压送至渗漏液收集器上方的环形喷头，所述控制器输出驱动信号至水泵。

所述水泵的出水口经第二管路将水压送至输送臂，所述第一管路和第二管路上均设有电磁阀，所述控制器输出驱动信号至电磁阀。

所述盆钵底部的导水孔处固定有滤网。

所述称重系统、渗漏液收集器、渗漏液回流泵、渗漏液室、储水室、水泵均固定在基座内，所述输送臂固定在基座上，所述控制器连接显控单元，所述显控单元固定在基座上。

基于所述盆栽试验水分管理装置的控制方法：

控制器实时获取称重系统采集的重量信息和水位传感器信号；

当盆钵当前重量中低于设定值，且水位传感器感应到渗漏液室有水，则驱动渗漏液回流泵，直至水位传感器感应到渗漏液室无水或者盆钵当前重量达到于设定值；

当盆钵当前重量中低于设定值，且水位传感器感应到渗漏液室无水，则打开第二管路的电磁阀以及驱动水泵，直至盆钵当前重量达到于设定值。

当达到设定的清洗条件或者人工开启清洗程序时，则打开第一管路的电磁阀以及驱动水泵，待水泵工作至设定时间后，关闭水泵和第一管路上的电磁阀。

本发明的优点在于该装置实现了土壤渗漏液的自动回流，避免了渗漏液损失而造成的土壤盐分降低，实现了土壤水分的定时检查与补充，减少了试验工作量，使用滴灌模式进行水分的补充，有利于盆钵内土壤结构的维持，相较于传统的方式对土壤机构破坏极小。

此外，在盆钵底部增设滤网，一方面减少了土壤颗粒的流失，另一方面避免了较大粒径的土壤颗粒堵塞水循环系统。同时，装置设有环形喷头可对系统内部进行清洗，避免了渗漏液中盐分在装置内壁上的残留。

附图说明

下面对本发明说明书中每幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为盆栽试验水分管理装置结构示意图；

上述图中的标记均为：1、称重系统；2、基座；3、渗漏液收集器；4、输送臂；5、渗漏液回流泵；6、渗漏液室；7、储水室；8、水泵；9环形喷头；10滴灌硬管；11、显控单元；12、滤网。

具体实施方式

为了实现土壤渗漏液的回流，渗漏液收集器3置于盆钵底部导水孔下部，将土壤渗出液引流至渗漏液室6，再由渗漏液回流泵5将渗漏液压入输送臂4，最终由放置在盆钵上方的滴灌硬管10回滴至盆钵中。