一种结合智能浇灌技术的种植土壤靶向性修复系统的制作方法

1.本实用新型涉及一种结合智能浇灌技术的种植土壤靶向性修复系统。


背景技术：

2.在农作物的种植过程中，由于人们长期追求产量，而过量施用化肥、农药等，这样做短期内提高了农作物的产量，但容易造成土壤板结，土壤有机质含量下低，土壤生物活性降低，土壤物理性状恶化等问题，导致土壤质量下降，比如过量施用磷肥，磷酸根易与土壤中的阳离子生成难溶性沉淀，不利于农作物吸收，影响土壤组成结构和营养结构；长期施用化肥影响地表及地下水水质，化肥、农药的残留还影响人们的健康；遭遇强降水时，强烈的冲刷易造成肥力流失；种植土壤在重复多年使用后，由于长期的循环使用，土壤内的营养成分逐渐减少，同样影响农作物的产量和品质。
3.近些年逐渐改施有机肥，虽能改善土壤板结、提高农作物产量，但有机肥来源广泛，种类繁多，其所含成分复杂，在土壤中变化的历程较长，一些畜禽粪便中含有一定量的抗生素和重金属，施用后可能带来土壤抗生素、重金属的残留甚至淋溶至地下水，对农作物的产量和品质造成不良影响，且影响水质。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于针对现有问题，提供一种结合智能浇灌技术的种植土壤靶向性修复系统，一方面，利用预埋生态礁减少水土流失，保水保肥，并在副生态礁中通入气体，使氧气向农作物根部传递，改善土壤的通气性，促进有益微生物的活动和繁殖；另一方面，在施用有机肥的基础上，运用智能浇灌技术将活性肥浇灌至土壤中，改善土壤重金属污染问题，提高土壤生物的丰富度，增加土壤肥力，提升作物品质，同时节约水资源。
5.本实用新型通过如下技术方案来实现：
6.一种结合智能浇灌技术的种植土壤靶向性修复系统，包括能源供应区、活性肥供应区、种植区，所述能源供应区包括设备房、太阳能供电系统，所述活性肥供应区包括水池、水域生态礁，所述水域生态礁包括溶氧盘、保护套、抽水泵、微生物固载体，所述种植区包括农作物、主生态礁、副生态礁、喷灌装置、滴灌装置，其特征是所述设备房通过通气管连接至水域生态礁内部，所述水域生态礁内部的通气管连接副生态礁，所述水池底部投放有水域生态礁，水域生态礁内部上方预置抽水泵，所述抽水泵外部设有保护套，抽水泵连接水管的一端，所述水管的另一端分别连接主生态礁和浇灌管道，所述水域生态礁内部两侧固定有微生物固载体，所述种植区种植有农作物，所述农作物近根部土壤表层布设有滴灌装置，所述主生态礁内一边直立固定有喷灌装置，所述滴灌装置和喷灌装置均与浇灌管道连通。
7.进一步的，所述主生态礁、副生态礁预埋于种植区土壤中，有效防止水土流失。
8.进一步的，所述种植区内同一行的副生态礁设于相邻两个主生态礁之间。
9.进一步的，所述主生态礁和水域生态礁内部下方均设有溶氧盘，使水体保持活性。
10.进一步的，所述设备房位于水池近岸处。
11.进一步的，所述水池可以是天然存在或人工构造，水池内的水可以是天然蓄积或外来引水。
12.进一步的，所述种植区可以是梯田或平地。
13.进一步的，所述农作物与同一行的主生态礁、副生态礁相距0.5-1.0m，保证预埋土壤内的主生态礁和副生态礁不会伤及农作物根系部分，所述农作物可以是茶树、果树等。
14.进一步的，所述太阳能供电系统包括太阳能板、蓄电池组、控制开关，所述太阳能供电系统通过太阳能支撑杆固定于设备房周边，所述太阳能支撑杆上方固定有太阳能板，所述太阳能板下方固定有蓄电池组和控制开关，所述太阳能供电系统为整体供电。
15.进一步的，所述水域生态礁、主生态礁、副生态礁的生态礁外壳是由疏浚底泥烧结而成，呈多孔状，外形为模拟天然礁石或通过预制构件组成的规则或不规则形状。
16.本实用新型的有益效果是：
17.1、预埋在土壤中的主、副生态礁可减少水土流失，保持土壤肥力，主生态礁具有蓄水功能，保证干旱时期、远距离农作物的活性肥需求，副生态礁中通入气体，使氧气向农作物根部传递，改善土壤的通气性，改善农作物根际环境，促进有益微生物的活动和繁殖。
18.2、本实用新型所用活性肥来源安全、可控，在水池中投放微藻、微生物、鱼、浮游动物等，微生物降解水生动物产生的粪便、食物残渣等废物，微藻捕获co2进行光合作用释放氧气，进而弱化溶氧盘作用，构成以“鱼-藻-菌
”ꢀ
共生系统为主的物质循环，抑制有害藻和菌的生长，将水调节至所需活性肥。“鱼-藻-菌
”ꢀ
共生系统产生的微藻富集淋溶至水池中的重金属，微藻达到一定量按比例资源化利用，将重金属从种植土壤中带离，逐步减少土壤中重金属总量；微藻还富含糖类、蛋白质、脂质、微量元素、促进植物生长的物质等，既是天然鱼类饲料，又能改善土壤营养结构，增加土壤肥力，促进农作物生长；活性肥中的微生物进入土壤可改善土壤团粒结构，抑制有害菌生长，达到修复土壤的目的。
19.3、智能浇灌技术是一种高效的节水灌溉技术，根据农作物需水要求，适时、适量的向农作物供水供肥，给农作物补充营养，提高农作物活性肥的利用率，利用智能浇灌技术对种植土壤进行靶向性修复，改善施用有机肥后的不利影响，同时改善地表及地下水水质，将活性肥均匀扩散至土壤中，从而提升土壤肥力，修复土壤。
20.4、本实用新型针对性强，活性肥安全性高、绿色环保，不会对土壤造成二次污染，此系统结构原理清晰，应用前景好。
附图说明
21.图1为本实用新型一种结合智能浇灌技术的种植土壤靶向性修复系统实施例1的整体结构图。
22.图2为本实用新型一种结合智能浇灌技术的种植土壤靶向性修复系统实施例2的整体结构图。
23.图3为本实用新型一种结合智能浇灌技术的种植土壤靶向性修复系统其中一行的局部俯视图。
24.附图标记说明：1、设备房，2、太阳能供电系统，3、太阳能板，4、蓄电池组，5、控制开关，6、水管，7、通气管，8、水池，9、水域生态礁，10、溶氧盘，11、保护套，12、抽水泵，13、农作物，14、主生态礁，15、副生态礁，16、喷灌装置，17、滴灌装置，18、太阳能支撑杆，19、能源供
应区，20、活性肥供应区，21、种植区，22、浇灌管道，23、微生物固载体。
具体实施方式
25.下面结合附图对本实用新型做进一步的说明，但不是对本实用新型的限制。
26.一种结合智能浇灌技术的种植土壤靶向性修复系统，包括能源供应区19、活性肥供应区20、种植区21，所述能源供应区19包括设备房1、太阳能供电系统2，所述活性肥供应区20包括水池8、水域生态礁9，所述水域生态礁9包括溶氧盘10、保护套11、抽水泵12、微生物固载体23，所述种植区包括农作物13、主生态礁14、副生态礁15、喷灌装置16、滴灌装置17，其特征是所述设备房1通过通气管7连接至水域生态礁9内部，所述水域生态礁9内部的通气管7连接副生态礁15，所述水池8底部投放有水域生态礁9，水域生态礁9内部上方预置抽水泵12，所述抽水泵12外部设有保护套11，抽水泵12连接水管6的一端，所述水管6的另一端分别连接主生态礁14和浇灌管道22，所述水域生态礁9内部两侧固定有微生物固载体23，所述种植区21种植有农作物13，所述农作物13近根部土壤表层布设有滴灌装置17，所述主生态礁14内一边直立固定有喷灌装置16，所述滴灌装置17和喷灌装置16均与浇灌管道22连通；所述主生态礁14、副生态礁15预埋于种植区21土壤中，有效防止水土流失；所述种植区21内同一行的副生态礁15设于相邻两个主生态礁14之间；所述主生态礁14和水域生态礁9内部下方均设有溶氧盘10，使水体保持活性；所述设备房1位于水池8近岸处；所述水池8可以是天然存在或人工构造，水池8内的水可以是天然蓄积或外来引水；所述种植区21可以是梯田或平地；所述农作物13与同一行的主生态礁14、副生态礁15相距0.5-1.0m，保证预埋土壤内的主生态礁14和副生态礁15不会伤及农作物根系部分，所述农作物13可以是茶树、果树等；所述太阳能供电系统2包括太阳能板3、蓄电池组4、控制开关5，所述太阳能供电系统2通过太阳能支撑杆20固定于设备房1周边，所述太阳能支撑杆18上方固定有太阳能板3，所述太阳能板3下方固定有蓄电池组4和控制开关5，所述太阳能供电系统2为整体供电；所述水域生态礁9、主生态礁14、副生态礁15的生态礁外壳是由疏浚底泥烧结而成，呈多孔状，外形为模拟天然礁石或通过预制构件组成的规则或不规则形状。
27.实施例1
28.具体如图1、3所示，本实施例中的农作物13选取铁观音茶树，在某梯田种植区21选择合适的种植区域，将主生态礁14、副生态礁15预埋于该种植土壤中，种植区21同一行的副生态礁15设于相邻两个主生态礁15之间，通过开挖构造水池8，收集雨水和径流水至水池8内蓄积，在水池8底部设置2个水域生态礁9，水池8中投放微藻、鱼、浮游动物等，水域生态礁9内设有溶氧盘10，为水池8内生物补充提供生长所需的氧气，增加水体溶解氧，同时，微藻的光合作用也增加了水体的溶解氧含量，鱼等水生动物产生的粪便为微藻生长、繁殖提供营养来源，食藻类水生动物控制微藻总量，微生物固载体23中的有益微生物穿过水域生态礁9外壳的孔洞，降解水池8底部沉积的粪便、动植物残体等，长期有效的对水体营养盐、有机物等进行分解吸收转化，净化水质，在水池8内形成一个稳定的小型生态系统，将富含有益微生物、微藻的水调节至土壤修复所需的活性肥，微藻将空气中的分子氮转化为氮素化合物，为铁观音茶树生长及土壤修复提供氮肥，微藻中磷、钾、植物激素、类胡萝卜素、抗真菌物质等进一步释放在土壤中，提高土壤肥力，使得土壤养分含量增加。
29.抽水泵12将活性肥引流至主生态礁14内，主生态礁14内的活性肥在溶氧盘10作用
下始终保持活性状态，主生态礁14保证了远距离铁观音茶树的活性肥需求，活性肥通过浇灌管道22输送至滴灌装置17、喷灌装置16，滴灌装置17、喷灌装置16将活性肥均匀浇灌至铁观音茶树根部、叶面及土壤中，通过长时间的淋溶，土壤营养成分得到改善，淋溶的含有铅、镉等重金属的水回流至水池8中，水池8中的微藻通过自身代谢富集水体中的铅、镉等重金属，通过定期资源化利用将富集重金属的微藻从水体中剥离，减少铁观音种植土壤中重金属总量，根据铁观音茶树需水要求，适时、适量的向铁观音茶树供水供肥，及时补充铁观音茶树营养所需养分，提高铁观音茶树活性肥的利用率，节约水资源，通过在副生态礁15中通入气体，使氧气向铁观音茶树根部传递，改善土壤的通气性，改善铁观音茶树根际环境，促进有益微生物的活动和繁殖，微生物改善土壤团粒结构，提高土壤中生物的丰富度，抑制有害菌生长。
30.优选的，铁观音茶树与同一行的主生态礁14、副生态礁15相距1.0m，保证预埋土壤内的主生态礁14和副生态礁15不会伤及茶树根系部分。
31.优选的，设备房1、太阳能供电系统2位于水池8近岸处，太阳能供电系统2为整体供电。
32.优选的，水域生态礁9、主生态礁14、副生态礁15的生态礁外壳是由疏浚底泥烧结而成，呈多孔状，将底泥资源化利用，外形为模拟天然礁石或通过预制构件组成的不规则形状。
33.按照上述实施例实施，随机取该铁观音种植土壤样本50g，重复3次取平均值，检测其铅、镉金属含量，取样时间分别为实施时0个月、实施后3个月、实施后6个月，结果如表1。
34.表1铁观音种植土壤重金属含量表
35.施用时间（月）铅金属（含量%）镉金属（含量%）016.419.136.57.663.23.5
36.从表中可以看出，实施6个月后，土壤中的重金属铅、镉含量明显降低，铅金属含量降低为3.2%，镉金属含量降低为3.5%，由此可知，该系统的实施运行可以有效地降低种植土壤的铅、镉金属含量。
37.实施例2
38.具体如图2、3所示，本实施例中的农作物13选用桃树，在某平地种植区21选择合适的种植区域，将主生态礁14、副生态礁15预埋于该种植土壤中，种植区21同一行的副生态礁15设于相邻两个主生态礁15之间，水池8位于种植区21附近，在水池8底部设置2个水域生态礁9，水池8中投放微藻、鱼、浮游动物等，水域生态礁9内设有溶氧盘10，为水池8内生物补充提供生长所需的氧气，增加水体溶解氧，同时，微藻的光合作用也增加了水体的溶解氧含量，鱼等水生动物产生的粪便为微藻生长、繁殖提供营养来源，食藻类水生动物控制微藻总量，微生物固载体23中的有益微生物穿过水域生态礁9外壳的孔洞，降解水池8底部沉积的粪便、动植物残体等，长期有效的对水体营养盐、有机物等进行分解吸收转化，在水池8内形成一个稳定的小型生态系统，将富含有益微生物、微藻的水调节至桃树生长所需的活性肥，微藻中氮、磷、钾、植物激素、维生素、类胡萝卜素、抗真菌物质等进一步释放在土壤中，桃树根系吸收后，桃果实品质得到进一步改善。
39.抽水泵12将活性肥引流至主生态礁14内，主生态礁14内的活性肥在溶氧盘10作用下始终保持活性状态，主生态礁14保证了远距离桃树的活性肥需求，活性肥通过浇灌管道22输送至滴灌装置17、喷灌装置16，滴灌装置17、喷灌装置16将活性肥均匀浇灌至桃树根部、叶面及土壤中，通过有针对性地淋溶，土壤营养成分得到改善，根据桃树需水要求，适时、适量的向桃树供水供肥，及时补充桃树营养所需养分，提高桃树活性肥的利用率，节约水资源，通过在副生态礁15中通入气体，使氧气向桃树根部传递，改善土壤的通气性，改善桃树根际环境，促进有益微生物的活动和繁殖，微生物改善土壤团粒结构，提高土壤中生物的丰富度，抑制有害菌生长，提高桃果实品质。
40.优选的，桃树与同一行的主生态礁14、副生态礁15相距0.5m，保证预埋土壤内的主生态礁14和副生态礁15不会伤及桃树根系部分。
41.优选的，设备房1、太阳能供电系统2位于水池8近岸处，太阳能供电系统2为整体供电。
42.优选的，水域生态礁9、主生态礁14、副生态礁15的生态礁外壳是由疏浚底泥烧结而成，呈多孔状，将底泥资源化利用，外形为模拟天然礁石或通过预制构件组成的不规则形状。
43.按照上述实施例实施，经3个月后，采摘成熟期果实样品带回实验室检测分析，随机摘取10个并计算平均值，测定单果重、vc含量等，得到结果如表2。
44.表2 桃果实品质指标前后对比值
45.处理单果重（g）vc（mg/kg）实施前236.9836.9实施后262.1639.1
46.从上表可以看出，实施前单果重236.98g，vc含量36.9mg/kg，实施后单果重262.16g，vc含量39.1mg/kg，由此可知，该系统的实施运行可以大大提高桃树果实的品质。
47.以上所述仅是本实用新型的优选实施方案，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。