本发明专利技术涉及一种维持浅根系植物水分平稳供应的栽培槽，它包括上端敞口，下端封闭的槽体，在槽体内填充栽培基质，在槽体内位于距离槽体上端面5-10cm的栽培基质中设置有上微孔陶土管，在上微孔陶土管的下方间隔一段距离设置有下微孔陶土管，上微孔陶土管、下微孔陶土管水平设置在槽体内并均与槽体的上端面和下端面平行，上微孔陶土管和下微孔陶土管共同与外界供水装置连通。本发明专利技术的栽培槽能够对栽培槽内部土壤不同位置点的水势变化进行即时反应，进行及时补水，通过毛管作用进行渗透移动到槽中任何位置，实现土壤水分平稳供应，真正实现了植物需水的动态平稳供应，从而避免土壤水分亏缺却不能及时反应而造成植物的干旱胁迫损伤。
【技术实现步骤摘要】
一种实现浅根系植物土壤水分平稳供应的栽培槽
本专利技术涉及一种维持作物正常生长的灌溉装置，具体是一种维持浅根系植物水分平稳供应的栽培槽，属于农业科技领域。
技术介绍
水是人类的命脉，也是植物正常生长的必要条件。在全球气候日趋变暖的大背景下，区域性干旱和阶段性干旱现象频发，在水资源越来越缺乏的严峻形势下，节约用水、高效用水是农业生产乃至全球各个行业的主题。目前全国农业灌溉用水约3500亿m3/a左右，占农业用水总量的90%，在全国用水总量中占63%。由于城市和工业用水增加较快，农业用水在全国用水总量中的比重呈下降趋势。因此当前农业用水问题的关键是高效用水、节约用水，在我国，真正把节水提到重要位置、当做“革命性措施”是近几年的事。过去所做的主要是围绕改进灌溉管理、提高灌溉技术水平，属于单纯的灌溉业务工作，很少把它们与水资源高效利用、节约保护联系起来。当前农业生产状况下，大田作物栽培、保护地栽培及高经济价值植物栽培模式多种多样，为追求更高的经济利益，不同栽培模式中的大肥大水现象普遍存在:如粮田的大畦漫灌、设施蔬菜的频繁水肥冲施灌溉、高经济价值作物的不间断灌水。目前农业生产上，植物根系被动吸水是主要方式，这些供应方式往往没有根据作物生长的需求去匹配水分和养分，供应的水肥通常高于作物的正常生长需求，虽可获得较高的产量，但生产出的产品品质变差，同时水分蒸发及淋溶损失数量多、养分投入量大，效率低下，更会造成养分在土体中的积累及硝态氮向地下水淋溶的风险，不但浪费能源且给生态环境造成负面影响，农业生产无法得到可持续发展。近年来随生产水平的提高，渗灌、滴灌、微喷等水肥一体化技术得到了迅猛发展，特别是在北方的设施蔬菜与花卉、南方一些山坡地热带果树上应用面积逐年增多，这种微灌方式很大程度上避免了大水大肥的现象，能够大大节约水资源，提高水分利用效率，同时能够减少肥料投入并提高养分利用率。但这种技术的根本出发点是在于节水节肥省力，仍属于植物被动接受水分和养分供应的方式，灌溉施肥的操纵者在于人，而人判断水肥供应的标准则是根据植物长势、天气情况以及土壤表面的干湿状况等，无法探明根系和根际土壤的实际状况，与特定栽培条件下的植物水分和养分客观需求相去甚远，无法实现真正意义上的植物水分供应，即所说的植物主动吸收的水分平稳供应。植物主动吸收水分的土壤水分平稳供应方式是最近几年科研工作者研究的一种新型水分供应方式，如中国专利文献CN1726762A (专利号:200410071164)公开的一种负压调控的封闭式栽培系统及其操作方法，中国专利文献CN1823578A (专利号:200510045890)公开的植物负压给水系统，其基本原理是植物根系吸收水分后使根区土壤水势下降，当水势下降低于与土壤紧密接触的特定供水装置(通过负压控制，设置固定水势值，不会主动向土壤中供水)中的水势时，装置中的水流向水势低的土壤，水再通过土壤毛管作用向不同方向移动，当土壤水势均匀升高与供水装置的水势相当时，装置则停止水分供应，而植物经过外界环境影响和自身生理代谢活动后根系再吸水，土壤水势又降低、装置再进行供水，循而往复，就形成了一个植物根系主动吸收的水分平稳供应状态。这种水分平稳供应方式是由植物根据自身活动主动的水分调节机制，与植物需水规律可高度吻合，外界对土壤供水不会有任何损失和浪费，实现真正意义上的高效用水和节约用水。再如，中国专利文献CN1788542A (专利号:200510123974.X)公开的一种负水头灌溉系统，中国专利文献CN201830706U (专利号:201020528940.5)公开的负压自动灌溉盆，中国专利文献CN101185413A (专利号:200710178527.3)公开的一种自动控制土壤水势恒定的装置，以上装置的供水盘或供水管均是设置在根系的底部，没有根据特定植物根系特征设计不同的土壤水分平稳供应栽培装置及实现技术的操作方法，无法最大限度的研究不同植物水分及养分平稳供应，且结构复杂，运行成本高，无法满足根系对水分的及时需求，造成植物的正常生长受影响。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术根据浅根系植物的根系特征，提供一种实现浅根系植物土壤水分平稳供应的栽培槽。术语说明:浅根系植物:本专利技术中的浅根系植物指根系生物量较小，根系主要分布在土层深度5-40cm的土壤层次中，包括直根系和须根系植物，其共同特点是:植株形态相对矮小，干物质量较少，后期生长较迅速，需水肥供应频率较高，根系在土体中的分布呈倒三角形或近似于纺锤形，根系不同部位功能区别较小，根系中若有主根也与侧根的功能相当(如图1所不)，根系分布在浅层土壤较多，范围较广，下层根系横向分布较窄，根系对水分养分吸收的主要功能区如图2所示。浅根系作物主要以叶菜类为主，还包括部分果菜和花卉。本专利技术的技术方案如下:一种实现浅根系植物土壤水分平稳供应的栽培槽，其特征在于，包括上端敞口，下端封闭的槽体，所述的槽体为上宽下窄的截头倒圆锥形，在槽体内填充栽培基质，在槽体内位于距离槽体上端面5-lOcm的栽培基质中设置有上微孔陶土管，在上微孔陶土管的下方间隔一段距离设置有下微孔陶土管，所述的上微孔陶土管、下微孔陶土管均为环形圆管并且相互平行，上微孔陶土管、下微孔陶土管水平设置在槽体内并均与槽体的上端面和下端面平行，上微孔陶土管和下微孔陶土管共同连接水管，水管延伸至槽体外并与外界供水装置连通。所述的供水装置为自动控制进水装置，所述的自动控制进水装置包括一密封的盛水容器，盛水容器上设置有进水口和出水口，盛水容器的进水口与水源水管连接，盛水容器的出水口与上微孔陶土管和下微孔陶土管的水管连接，盛水容器内盛装有恒定水势的浇灌水，浇灌水不充满整个盛水容器，盛水容器内除浇灌水以外，上方装有空气，盛水容器的进水口与水源水管之间设置有水阀，水阀与可以根据盛水容器内负压值控制水阀开启与关闭的控制器连接。当陶土管周围的土壤含水量下降造成土壤水势降低后，陶土管向土壤渗水，从而导致盛水容器中的水量减少(此时水势值逐渐降低)，容器中负压绝对值逐渐变大，当控制器检测到该负压绝对值高于设定的负压值时，则自动打开水阀，补充水流进盛水容器；当负压绝对值缩小至设定的负压值时(这是一水势逐渐上升的过程)，控制器控制水阀关闭，停止向容器中进水，盛水容器内始终保持恒定水势。根据本专利技术优选的，上微孔陶土管、下微孔陶土管的圆心与槽体上端面的圆心、下端面的圆心在一条垂直直线上，上微孔陶土管与槽体上端面之间的距离为8-lOcm，上微孔陶土管与下微孔陶土管之间的间距为15-25cm，所述下微陶土管与槽体底部之间的距离为10-15cm。本专利技术的上微孔陶土管与槽体上端面之间的距离以及上微孔陶土管与下微孔陶土管之间的间距，是根据浅根系植物的根系纵向空间分布特点，而特定选择的，上微孔陶土管、下微孔陶土管环绕在浅根系的外周并为浅根系提供水分，使水分在根系周围分布更均匀，浅根系都可以主动吸收到水分，上微孔陶土管、下微孔陶土管为不同深度的浅根系供水，以使浅根系植物的根系全面主动吸收水，可兼顾到上下部根系的纵向深度分布范围，使本专利技术的栽培槽适用范围更广。进一步优选的，上微孔陶土管与槽体上端面之间的距离为8-lOcm，上微孔陶土管与下微孔陶土管之间的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种实现浅根系植物土壤水分平稳供应的栽培槽，其特征在于，包括上端敞口，下端封闭的槽体，所述的槽体为上宽下窄的截头倒圆锥形，在槽体内填充栽培基质，在槽体内位于距离槽体上端面5?10cm的栽培基质中设置有上微孔陶土管，在上微孔陶土管的下方间隔一段距离设置有下微孔陶土管，所述的上微孔陶土管、下微孔陶土管均为环形圆管并且相互平行，上微孔陶土管、下微孔陶土管水平设置在槽体内并均与槽体的上端面和下端面平行，上微孔陶土管和下微孔陶土管共同连接水管，水管延伸至槽体外并与外界供水装置连通。
【技术特征摘要】
1.一种实现浅根系植物土壤水分平稳供应的栽培槽，其特征在于，包括上端敞口，下端封闭的槽体，所述的槽体为上宽下窄的截头倒圆锥形，在槽体内填充栽培基质，在槽体内位于距离槽体上端面5-lOcm的栽培基质中设置有上微孔陶土管，在上微孔陶土管的下方间隔一段距离设置有下微孔陶土管，所述的上微孔陶土管、下微孔陶土管均为环形圆管并且相互平行，上微孔陶土管、下微孔陶土管水平设置在槽体内并均与槽体的上端面和下端面平行，上微孔陶土管和下微孔陶土管共同连接水管，水管延伸至槽体外并与外界供水装置连通。2.根据权利要求1所述的实现浅根系植物土壤水分平稳供应的栽培槽，其特征在于，所述的供水装置为自动控制进水装置，所述的自动控制进水装置包括一密封的盛水容器，盛水容器上设置有进水口和出水口，盛水容器的进水口与水源水管连接，盛水容器的出水口与上微孔陶土管和下微孔陶土管的水管连接，盛水容器内盛装有恒定水势的浇灌水，浇灌水不充满整个盛水容器，盛水容器内除浇灌水以外，上方装有空气，盛水容器的进水口与水源水管之间设置有水阀，水阀与可以根据盛水容器内负压值控制水阀开启与关闭的控制器连接。3.根据权利要求1或2所述的实现浅根系植物土壤水分平稳供应的栽培槽，其特征在于，上微孔陶土管、下微孔陶土管的圆心与槽体上端面的圆心、下端面的圆心在一条垂直直线上，上微孔陶土管与槽体上端面之间的距离为8-lOcm，上微孔陶土管与下微孔陶土管之间的间距为15-25cm，所述下微陶土管与槽体底部之间的距离为10-15cm。4.根据权利要求3所述的实现浅根系植物土壤水分平稳供应的栽培槽，其特征在于，上微孔陶土管与槽体上端...
【专利技术属性】
技术研发人员：谭德水，刘兆辉，江丽华，谭淑樱，崔荣宗，徐钰，石璟，魏建林，李国生，王梅，
申请(专利权)人：山东省农业科学院农业资源与环境研究所，
类型：发明
国别省市：
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