束樹紅

（汶上縣康驛鎮(zhèn)人民政府 山東濟(jì)寧 272507）

伴隨我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人們生活條件越來越好，人們對于飲食的要求也越來越高，傳統(tǒng)的應(yīng)季蔬菜已經(jīng)無法更好地滿足人們的飲食需要。特別是近年來，隨著我國的農(nóng)業(yè)技術(shù)發(fā)展及其應(yīng)用越發(fā)廣泛，農(nóng)業(yè)大棚技術(shù)在蔬菜種植質(zhì)量和產(chǎn)量的提高上都起到了較大的促進(jìn)作用。大棚種植技術(shù)不僅可以使土地資源更為節(jié)省，同時(shí)還具有廣闊的市場，在農(nóng)產(chǎn)品穩(wěn)定供應(yīng)方面具有重要的意義。為使種植大棚技術(shù)得到更為有效的應(yīng)用，促進(jìn)農(nóng)業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，應(yīng)該適時(shí)地創(chuàng)新與改進(jìn)大棚相關(guān)管理和技術(shù)，強(qiáng)化種植所有環(huán)節(jié)的管理，推動大棚種植有效發(fā)展。

儲水裝置作為農(nóng)業(yè)種植大棚中的重要裝置，對于大棚作物的生長具有重要的作用。對種植大棚的儲水裝置進(jìn)行研究和良好設(shè)計(jì)，不僅能夠防止水流給大棚作物帶來的沖擊破壞，還可以讓水資源得到節(jié)約，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義［1-5］。

1 農(nóng)業(yè)種植大棚節(jié)水灌溉裝置創(chuàng)新設(shè)計(jì)的必要性

植物的生長必須需要水的灌溉，通過其根部對水的吸收功能，可以讓植物自身持續(xù)地獲得水分而促進(jìn)自身生長。對植物的生長而言，全部依賴自然環(huán)境所提供的水源無法滿足其生長所需，通過人為對其進(jìn)行水分的供給則十分必要，灌溉就是人們?yōu)橹参锾峁┧值闹匾绞?。?jié)水灌溉是對農(nóng)業(yè)水資源進(jìn)行合理開發(fā)和利用，是應(yīng)用農(nóng)業(yè)技術(shù)、工程技術(shù)和管理技術(shù)，促進(jìn)農(nóng)業(yè)用水效益提升的重要方式。當(dāng)前，節(jié)水灌溉在園林、農(nóng)田及溫室當(dāng)中得到了較為廣泛的使用，尤其是為了促進(jìn)作物灌溉效率的提高，節(jié)水灌溉技術(shù)更是因其節(jié)地、節(jié)水等優(yōu)勢在綠化、無土栽培及干溫室等環(huán)境中得到了廣泛的應(yīng)用。

從當(dāng)前農(nóng)業(yè)種植大棚的灌溉方式來看，因?yàn)闈补喾秶拿娣e尺寸，出于節(jié)水灌溉的目的，往往會采用噴灌范圍與噴灑區(qū)域的幾何形狀相符的節(jié)水灌溉噴頭來加以設(shè)置。然而，農(nóng)作物一直處于不斷生長的狀態(tài)，即使是相同區(qū)域中的農(nóng)作物在水的需求量上也會存在不同的改變。但從當(dāng)前農(nóng)業(yè)種植大棚中所采用灌溉裝置來看，通常其形式較為單一，僅設(shè)置了一個出水口，無法與不同階段農(nóng)作物對水量的需求相適應(yīng)，還會導(dǎo)致出現(xiàn)水資源浪費(fèi)的問題，這對于農(nóng)作物的生長來說是十分不利的。加之水資源的大量浪費(fèi)，還會導(dǎo)致勞動成本增多。針對當(dāng)前種植大棚供水灌溉裝置中存在的以上問題，為了更好地滿足農(nóng)作物的用水需求，對節(jié)水灌溉裝置進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)就顯得非常必要［6-9］。

2 一種農(nóng)業(yè)種植大棚用節(jié)水灌溉裝置的設(shè)計(jì)

2.1 農(nóng)業(yè)種植大棚用節(jié)水灌溉裝置設(shè)計(jì)的內(nèi)容

本研究設(shè)計(jì)的目標(biāo)是為農(nóng)業(yè)種植大棚提供一種節(jié)水灌溉裝置，從而使過去大棚種植中所存在的灌溉裝置形式較為單一、僅有一個出水口，且無法與不同階段農(nóng)作物的用水需求相滿足、水資源浪費(fèi)、勞動成本增加等問題得到解決。本文對大棚種植用節(jié)水灌溉裝置技術(shù)進(jìn)行了研究設(shè)計(jì)，主要包括以下部件。

如圖1所示，本研究設(shè)計(jì)的部件主要包括噴頭、噴孔、第一承接部、第二承接部、環(huán)凸棱、旋轉(zhuǎn)部及進(jìn)水口、出水口、出水凸起口、凸部和螺紋連接部。

圖1 大棚種植用節(jié)水灌溉裝置技術(shù)

其中，從噴頭和第二承接部件來看，噴頭下部與第一承接部相連，同時(shí)噴頭的上面存在有噴孔。而第一承接部的下面則設(shè)有環(huán)凸棱，同時(shí)環(huán)凸棱的下面設(shè)置了進(jìn)水口，進(jìn)水口上面安裝了旋轉(zhuǎn)部，同時(shí)旋轉(zhuǎn)部的上面與出水口相連。而第二承接部上面設(shè)有出水凸起口，其左面和右面兩端分別存在凸部，而凸部的下面則與螺紋連接部相固定。

在設(shè)計(jì)中，第一承接部與旋轉(zhuǎn)部的兩端間裝置了固定的有環(huán)凸棱，同時(shí)環(huán)凸棱以“喇叭”形狀呈現(xiàn)。進(jìn)水口的上面和旋轉(zhuǎn)部保持齊整，同時(shí)旋轉(zhuǎn)部采用能夠調(diào)節(jié)的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)進(jìn)行呈現(xiàn)。第二承接部是正六邊形結(jié)構(gòu)的形式。出水凸起口與固定在第二承接部的上面相垂直，同時(shí)出水凸起口包括6～8 個。第二承接部外部與有凸部相連，同時(shí)兩面的凸部呈對稱形式。

2.2 農(nóng)業(yè)種植大棚用節(jié)水灌溉裝置設(shè)計(jì)的效果

與當(dāng)前農(nóng)業(yè)種植大棚中用水灌溉技術(shù)相比，本研究中所設(shè)計(jì)的節(jié)水灌溉裝置具有如下效果。

首先，本種植大棚用所設(shè)計(jì)的節(jié)水灌溉裝置，在其噴頭上采用了大量噴孔設(shè)置，同時(shí)增設(shè)了旋轉(zhuǎn)部裝置，可以對出水口的水量大小進(jìn)行調(diào)節(jié)，結(jié)合需要對大棚中的種植物進(jìn)行灌溉，這不僅有助于對種植物的澆灌，還有助于對水資源的節(jié)約。

其次，本研究設(shè)計(jì)的節(jié)水灌溉裝置，利用凸起出水口設(shè)置的增加，能夠更為全面地對大棚中的種植物進(jìn)行澆灌，由于凸起出水口十分小，不僅可以起到水資源節(jié)省的作用，還能夠防止水的沖擊力給較小種植物所帶來的破壞。

最后，本研究設(shè)計(jì)對凸部結(jié)構(gòu)進(jìn)行了增加，有助于灌溉裝置的整體固定，防止在澆灌的過程中出現(xiàn)整體裝置掉落的問題，進(jìn)而造成水資源浪費(fèi)的現(xiàn)象。

3 一種農(nóng)業(yè)種植大棚的節(jié)水灌溉裝置設(shè)計(jì)的具體實(shí)施方案和工作原理

3.1 具體實(shí)施方案

基于上面的圖例，該種植大棚用水灌溉裝置的具體設(shè)計(jì)技術(shù)方案可以被完整且清晰地描述出來，參照圖1，本設(shè)計(jì)的技術(shù)方案如下。

該大棚用節(jié)水灌溉裝置主要包括11 個部件。首先，在噴頭的下端與第一承接部相連，同時(shí)噴頭的上面設(shè)有噴孔，第一承接部的下部安裝有環(huán)凸棱，第一承接部與旋轉(zhuǎn)部的兩端間用有環(huán)凸棱進(jìn)行固定，同時(shí)環(huán)凸棱以“喇叭”狀呈現(xiàn)，不僅美觀，還便于對水進(jìn)行全方位收集。其次，環(huán)凸棱的下部設(shè)置有進(jìn)水口，在進(jìn)水口的上部安裝了旋轉(zhuǎn)部，進(jìn)水口的頂端和旋轉(zhuǎn)部保持整齊。再次，在旋轉(zhuǎn)部上采用的是能夠進(jìn)行調(diào)節(jié)的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，有助于對水資源進(jìn)行節(jié)約。旋轉(zhuǎn)部與出水口相連，第二承接部上部設(shè)置出水凸起口，并將出水凸起口在第二承接部上進(jìn)行垂直固定，且包括6～8個出水凸起口，進(jìn)而便于對大棚中的種植物進(jìn)行全方位灌溉。最后，第二承接部的左右兩個端點(diǎn)分別和凸部相連，且第二承接部采用的是正六邊形結(jié)構(gòu)，看起來較為美觀。而在凸部的下部與有螺紋連接部相固定，第二承接部的外面和凸部相連，凸部采用的是對稱結(jié)構(gòu)，便于對整個部件從整體上加以固定。

3.2 本研究節(jié)水灌溉裝置設(shè)計(jì)的工作原理

就該大棚用節(jié)水灌溉裝置的工作原理來看，首先就是要把第二承接部利用凸部旋轉(zhuǎn)到固定的位置上，當(dāng)完成固定以后，可利用旋轉(zhuǎn)部從順時(shí)針及逆時(shí)針兩個方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。當(dāng)按照逆時(shí)針方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)時(shí)，出水凸起口就會越來越大；當(dāng)按照順時(shí)針方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)時(shí)，出水凸起口就會越來越小，這時(shí)第一承接部就會收縮到環(huán)凸棱的里面，而出水凸起口就會呈凸出狀，從而對大棚中的種植物進(jìn)行灌溉。利用旋轉(zhuǎn)進(jìn)水口，依照逆時(shí)針方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)時(shí)，進(jìn)水口就會呈張開狀態(tài)；按照順時(shí)針方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)時(shí)，進(jìn)水口就會呈收縮狀態(tài)，同時(shí)噴頭會凸出，對部分大型的種植物進(jìn)行灌溉，有助于節(jié)約水資源。

4 大棚用節(jié)水灌溉技術(shù)的效益及發(fā)展趨勢分析

4.1 大棚用節(jié)水灌溉技術(shù)的效益

節(jié)水灌溉技術(shù)的應(yīng)用與種植規(guī)模面積及種植栽培的模式等都有密切的關(guān)系。種植栽培的模式越復(fù)雜，所栽種的作物類別越多，就會對水產(chǎn)生多樣的需求，自然對灌溉方面也會存在不同的要求。因此，在節(jié)水灌溉裝置的設(shè)計(jì)上，應(yīng)該結(jié)合大棚種植的實(shí)際所需加以灌溉，對于需水量大、耐旱性差的作物，要給予重點(diǎn)考慮；對于種植規(guī)模較大的，可以采用噴灌的方式；而對于種植規(guī)模較小的作物，則可采用滴灌的方法。

雖然本研究已經(jīng)對大棚用節(jié)水灌溉裝置進(jìn)行了創(chuàng)新設(shè)計(jì)，但就本設(shè)計(jì)來看，僅是一個雛形，本領(lǐng)域中的技術(shù)人員能夠在對本設(shè)計(jì)工作原理理解的基礎(chǔ)上，對其加以修改、變型和替換，進(jìn)而使其更加的完善。期待本設(shè)計(jì)的新型節(jié)水灌溉裝置可以給大棚種植用戶帶來真正可用的實(shí)際價(jià)值，為農(nóng)業(yè)種植大棚技術(shù)的發(fā)展提供一定的思路。

4.2 節(jié)水灌溉的發(fā)展趨勢

節(jié)水農(nóng)業(yè)具有廣闊的發(fā)展前景，傳統(tǒng)的靠天發(fā)展的農(nóng)業(yè)已然無法與現(xiàn)代社會的需求相適應(yīng)，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)只有朝著現(xiàn)代化智慧農(nóng)業(yè)方向發(fā)展，借助現(xiàn)代化的技術(shù)與設(shè)備，才可更為持續(xù)地發(fā)展。伴隨自動化控制及微電子技術(shù)的發(fā)展，灌溉也朝著智能化和自動化方向發(fā)展。結(jié)合作物的生長時(shí)期、土壤的濕度及需求等多方面的因素，加以綜合性的判斷，對灌溉的時(shí)間、強(qiáng)度，及灌溉裝置水流量大小等加以優(yōu)化設(shè)計(jì)和自動控制，是大棚用水灌溉技術(shù)未來發(fā)展的重要趨勢。

特別是伴隨我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，農(nóng)業(yè)發(fā)展的有關(guān)政策的大力扶持，極大地促進(jìn)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，大棚種植作物培育的規(guī)模和品種也越發(fā)增多。傳統(tǒng)人工灌溉的方式不但效率低，成本也較高，非常的局限，加之灌溉主要依賴經(jīng)驗(yàn)和感覺，缺少科學(xué)的數(shù)據(jù)作為支撐，對于農(nóng)作物的生長十分不利。

伴隨著網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展和科技的創(chuàng)新，為農(nóng)業(yè)大棚朝著智能化和自動化方向發(fā)展提供了可能。利用現(xiàn)代信息技術(shù)，可以促進(jìn)農(nóng)業(yè)大棚管理的自動化水平的提高，降低人為管理的弊端，從而更好地促進(jìn)效率的提高，減少人工操作存在的不穩(wěn)定因素，因此，大棚種植用水灌溉技術(shù)的發(fā)展也必然會朝著智能化、自動化方向發(fā)展。利用自動灌溉系統(tǒng)中的相關(guān)設(shè)備對作物的用水情況加以實(shí)時(shí)監(jiān)測，對數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，通過對大棚內(nèi)的空氣濕度、土壤濕度等進(jìn)行分析和判斷，對噴灌設(shè)備進(jìn)行自動啟動，而在系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)分析監(jiān)測到作物的用水處于合理情況時(shí)，則會自動關(guān)閉噴灌設(shè)備［10-16］。

5 結(jié)語

灌溉能夠?yàn)樽魑锾峁┧枰乃?，為了確保作物可以生長正常，穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)，一定要保證其得到充足的水分。傳統(tǒng)大棚作物灌溉裝置通常其形式較為單一，僅設(shè)置了一個出水口，無法與不同階段農(nóng)作物對水量的需求相適應(yīng)，還會導(dǎo)致出現(xiàn)水資源浪費(fèi)的問題，這對于農(nóng)作物的生長來說是十分不利的。而本研究所設(shè)計(jì)的大棚用節(jié)水灌溉裝置，不僅可以滿足作物的灌溉需要，還能起到節(jié)約水資源的作用，有助于為農(nóng)業(yè)種植大棚技術(shù)的發(fā)展提供一定的思路。