[发明专利]自动交替循环灌溉控制系统及其应用

说明书

本发明公开了一种分根交替灌溉自动控制方法，在作物行两侧分别设置一组带有电磁阀的输水毛管，两组输水毛管下方分别埋设土壤水分传感器，任一组输水毛管输水时均对另一组输水毛管下方的土壤湿度产生影响。本发明使作物行两侧毛管的水平湿润半径存在相互影响，根据作物行两侧土壤含水量的大小及相互作用关系，通过对相应自动控制系统的构建实现高效率且高度自动化的分根交替灌溉。

技术领域

本发明涉及节水灌溉技术领域，特别涉及一种分根交替灌溉技术。

背景技术

随着淡水资源的日益短缺与需水量的不断增加，发展节水农业已成为世界各国实现水资源约束条件下可持续发展的重要对策。我国水资源人均占有量只有2300立方米，约为世界人均水平的1/4，排在世界上第121位，是世界上13个贫水国家之一，同时农业又是用水大户，农业灌溉用水量占全国总供水量的65%左右。然而，农业生产中水资源不足与严重浪费、利用效率低等矛盾十分突出，发展节水农业更为紧迫。鉴于目前我国农田水利投入水平的制约，改进地面灌溉在相当长的时间内将是节水灌溉的主流，但就节水潜力而言，生物节水是未来节水农业的研究重点与热点，因此集地面改进和生物节水于一体的综合性节水技术是我国节水农业的重点研究方向。

控制性分根交替灌溉作为一种全新的农田节水新思路和新技术，其研究目前尚处于初期阶段，尽管已经证实具有理论上和实施上的可能性及巨大的节水潜力，但在具体实施过程中还存在着一些问题。比如，输配水管道等设施装备的增加，其成本可能会超出常规灌溉，从而使其经济效益有所降低；考虑土壤水分运动过程、根系分布状况等的综合交替灌溉的定量化和可操作化水平还较低；分根交替灌溉控制系统的自动化水平还较低，成本比较高，结构较为复杂，不利于大面积应用与推广。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种窄行距分根交替灌溉自动控制方法，在作物行两侧分别设置一组带有电磁阀的输水毛管，两组输水毛管下方分别埋设土壤水分传感器，任一组输水毛管输水时均对另一组输水毛管下方的土壤湿度产生影响。

作为本发明的一种优选技术方案，设置一组中央智能控制器，将所述土壤水分传感器设置在此中央智能控制器的信号输入端，同时将所述电磁阀设置在此中央智能控制器的信号输出端；此时，以下述两个条件为基础：

①同一时刻农田土壤任意两点的土壤含水量都不可能完全一样；

②任一组输水毛管输水时均对另一组输水毛管下方的土壤湿度产生影响；

通过中央智能控制器的控制实现两组输水毛管分别依次向作物行两侧进行灌溉，即自动实现A侧输水毛管灌溉时B侧输水毛管关闭，达到一定土壤湿度要求后两侧输水毛管均关闭，下次灌溉时B侧输水毛管灌溉而A侧输水毛管关闭，达到一定土壤湿度要求后两侧输水毛管均关闭，自动循环。

作为本发明的一种优选技术方案，所述中央智能控制器上由直流DC24v电源供电，其上设置有电源输出通道、至少2路电压信号输入通道、至少2路继电器报警输出通道，其中：

所述电源输出通道与所述土壤水分传感器连接并为后者提供DC12v电源；

所述2路电压输入通道分别与作物行两侧的土壤水分传感器通信连接，分别接收作物行两侧的土壤水分传感器根据土壤湿度状态发送回来的2路电压信号，然后将该2路电压信号分别与预先设定的与土壤田间持水量相关的2路报警电压值进行比较，中央智能控制器根据比较结果分别控制2路继电器报警输出通道的开合；

所述2路继电器报警输出通道分别与作物行两侧输水毛管上的电磁阀通信连接；

通过上述设置实现两组输水毛管分别依次向作物行两侧进行灌溉，即自动实现A侧输水毛管灌溉时B侧输水毛管关闭，达到一定土壤湿度要求后两侧输水毛管均关闭，下次灌溉时B侧输水毛管灌溉而A侧输水毛管关闭，达到一定土壤湿度要求后两侧输水毛管均关闭，自动循环。