专利名称：一种作物根际土壤调节系统及其调节方法通常情况下，农作物的生长受很多因素的影响，其中，伴随农作物生长的根际土壤的水、肥、气、热这些因素的影响极其突出。作物根际土壤温度过低，农作物的根系不能充分吸收营养，从而造成产量低，同吋，营养不足也易诱发多种病害，进而使作物的生产遭受损失；土壌温度过高，不利于作物的生长，从而也导致作物的产量和质量降低。再者，农作物根部对水分的需求与其呼吸之间相互制约，例如，一方面，获得高产需要水分充足；另ー方面，根部和固氮菌等有益微生物的生长都需要土壌保持相对干燥才能获得较多的呼吸空气。 目前，为满足人们生活生产需要，在温室、大棚中种植农作物在各地广泛实施，在这些农作物的生长过程中，栽培种植者主要针对温度、水分和肥料进行调节，其中，取暖锅炉、暖风炉等取暖设备对室内空间温度调节有效，但对土壌温度调节有限；滴灌及渗灌等灌溉技术的采用能够有效解决水分和肥料供应问题，但长期使用稳定性差，易出现堵塞、渗漏等故障，从而使作物的生长受到严重影响，同时，还极易导致作物根际通气不良，进而造成严重减产。至今还没有能够有效地对土壤尤其是作物根际土壤的水、肥、气、热等影响因素进行综合调控的装置，因此，亟需研发出解决上述问题的设备及相关的有效措施。
本发明的目的是，针对现有技术存在的问题，提供ー种作物根际土壤调节系统及其调节方法，对温室或大棚中的作物根际土壤进行综合调节，尤其是在水、肥、气、热这些方面进行综合调节和控制，以低成本达到对作物生长最佳条件的高稳定性控制。本发明解决问题的技术方案是提供ー种作物根际土壤调节系统，包括灌肥装置、灌水装置、调温换气装置，所述灌肥装置包括相互连接的储肥装置、输肥装置，所述灌水装置包括相互连接的储水装置、输水装置，所述调温换气装置包括风机、输气装置，其中，所述输肥装置、输水装置、输气装置共用主输送管道和分输送管道，所述分输送管道与所述主输送管道相连接。进ー步地，所述主输送管道的两端分别设置有第一主控制阀和第二主控制阀，在所述第一主控制阀和第二主控制阀之间的主输送管道与所述分输送管道相连接；所述分输送管道的两端分别设置有第一分控制阀和第二分控制阀；进ー步地，所述分输送管道的管壁上设置有多个输出孔；所述分输送管道有多个。更进一歩地，所述输肥装置包括输肥管道，所述输肥管道与所述主输送管道相连接，所述输肥管道中设置有肥液过滤装置，所述输肥管道上设置有肥液输送控制阀，所述肥液过滤装置设置在所述肥液输送控制阀与第一主控制阀之间；所述输水装置包括输水管道，所述输水管道与所述主输送管道相连接，所述输水管道中设置有水过滤装置，所述输水管道上设置有水输送控制阀，所述水过滤装置设置在所述水输送控制阀与第一主控制阀之间；所述输气装置包括输气管道，所述输气管道与所述主输送管道相连接，所述输气管道中设置有气体过滤装置，所述气体过滤装置设置在邻近所述第二主控制阀的主输送管道中，并与最近的分输送管道相偏离。进ー步地，所述肥液过滤装置与所述输肥管道之间为活接；所述水过滤装置与所述输水管道之间为活接。进ー步地，所述分输送管道与所述主输送管道之间采取活接、短接或者两者相结合的方式相连接；所述第一主控制阀为三通阀；所述肥液过滤装置为过滤网；所述水过滤装置为过滤网；所述气体过滤装置为空气过滤器；所述风机为高压风机。进ー步地，所述输出孔的孔径为0. Imm至3mm ;所述分输送管道的直径为3cm至IOcm ;所述主输送管道的直径为5cm至20cm，具体设置要根据作物分布及土壌使用状况进行设置。 本发明还提供了一种应用如上所述的作物根际土壤调节系统进行土壤调节的方法，包括如下步骤( I)在种植作物的土壤下埋设分输送管道；(2)通过灌肥装置调节土壌的营养成分、通过灌水装置调节土壌的水分含量、通过调温换气装置调节土壌的温度和空气含量，其中，调节土壌的营养成分时，首先向储肥装置中加入配制的肥液，使肥液通过输肥装置进入主输送管道，再进入分输送管道分别输送；调节土壤的水分含量时，首先向储水装置中加入灌溉用水，使灌溉用水通过输水装置进入主输送管道，再进入分输送管道分别输送；调节土壌的温度和空气含量时，首先启动风机，使外部空气通过输气装置进入主输送管道，再进入分输送管道分别输送。进ー步地，在步骤(2)中，所述肥液先进入输肥装置的输肥管道，再依次经输肥管道上设置的肥液输送控制阀、输肥管道中设置的肥液过滤装置、主输送管道上的第一主控制阀后进入主输送管道，再经第一分控制阀进入所述分输送管道，由分输送管道管壁上的输出孔流出，进入土壌，调节土壌中营养成分构成；所述灌溉用水先进入输水装置的输水管道，再依次经输水管道上设置的水输送控制阀、输水管道中设置的水过滤装置、主输送管道上的第一主控制阀后进入主输送管道，再经第一分控制阀进入所述分输送管道，由分输送管道管壁上的输出孔流出，进入土壌，调节土壌中的水分含量；所述外部空气先进入输气装置的输气管道，经位于主输送管道一端的第二主控制阀进入气体过滤装置，经过滤后进入主输送管道，再经第一分控制阀进入所述分输送管道，由分输送管道管壁上的输出孔流出，进入土壌，调节土壌的温度及空气含量。进ー步地，还包括步骤(3)，在通过灌肥装置调节土壌的营养成分和/或通过灌水装置调节土壌的水分含量以后，通过所述调温换气装置向土壌中通入外部空气；通入一定量的具有一定压カ和温度的空气，能够利于满足作物对空气的需求，也使作物根际温度得到调节，同时，使各输送管道中的残留液得到及时吹扫，也使各分输送管道管壁上的输出孔得到疏通，使土壤和输出孔之间形成ー个隔离空间，从而有效预防堵塞。进ー步地，在步骤(I)中，在种植作物的土壌下5-20cm处埋设分输送管道，更进ー步地，在每1-3行作物土壌下5-20cm处埋设一根分输送管道，具体设置根据实际种植的农作物的需要、土壌的性质要求以及其他实际情况进行确定。与现有技术相比，本发明的有益效果是设计新颖合理，以简单的结构实现对温室或大棚中土壤的综合调控，尤其是在水、肥、气、热这些方面的综合调控，能够达到对作物生长特别是作物根际生长的最佳条件的高稳定性控制，提供了ー种新型的土壌免耕技术，并且，节能环保效果显著，经济成本低，适于在各种相关的农作物种植栽培领域中推广应用。图I为本发明作物根际土壤调节系统的结构示意图；图2为应用中的本发明作物根际土壤调节系统的结构示意图。图中所示1_储肥装置；2_储水装置；3_风机；4_主输送管道；5_分输送管道；6-第一主控制阀；7_第二主控制阀；8_第一分控制阀；9_第二分控制阀；10-输肥管道； 11-肥液输送控制阀；12_输水管道；13-水输送控制阀；14-输气管道；15-输出孔；16-作物。

风机3为高压风机，便于向管道中输入高压空气，进而利于减少微孔堵塞；第一主控制阀6为三通阀；所述肥液过滤装置为过滤网，所述水过滤装置为过滤网，所述气体过滤装置为空气过滤器，这些过滤装置的设置能够阻挡气体、液体中的沙石等固体杂质进入主输送管道4，从而进一步有效避免输送管道淤堵，使肥液、灌溉用水、空气等在管道中流动畅通；所述输出孔15的孔径为0. Imm至3mm ;分输送管道5的直径为3cm至IOcm ;主输送管道4的直径为5cm至20cm。如图2所示，应用本发明作物根际土壤调节系统进行土壤调节的方法，包括如下步骤(I)在姆2行种植作物16的土壤下5_20cm处埋设一根分输送管道；(2)通过灌肥装置调节土壌的营养成分、通过灌水装置调节土壌的水分含量、通过 调温换气装置调节土壌的温度和空气含量，其中，调节土壌的营养成分时，首先向储肥装置I中加入配制的肥液，使肥液通过输肥装置进入主输送管道4，再进入各分输送管道5分别输送；调节土壤的水分含量时，首先向储水装置2中加入灌溉用水，使灌溉用水通过输水装置进入主输送管道4，再进入各分输送管道5分别输送；调节土壤的温度和空气含量吋，首先启动风机3，使外部空气通过输气装置进入主输送管道4，再进入各分输送管道5分别输送。(3)在通过灌肥装置调节土壌的营养成分和/或通过灌水装置调节土壌的水分含量以后，通过调温换气装置向土壌中通入外部空气。如图2所示，在上述步骤(2 )中所述肥液先进入输肥装置的输肥管道10，再依次经肥液输送控制阀11、肥液过滤装置、第一主控制阀6后进入主输送管道4，再经第一分控制阀8进入分输送管道5，由分输送管道5管壁上的输出孔15流出，进入土壌，调节土壌中营养成分构成；所述灌溉用水先进入输水装置的输水管道12，再依次经水输送控制阀13、水过滤装置、第一主控制阀6后进入主输送管道4，再经第一分控制阀8进入分输送管道5，由分输送管道5管壁上的输出孔15流出，进入土壌，调节土壌中的水分含量；所述外部空气先进入输气装置的输气管道13，经第二主控制阀7进入气体过滤装置，经过滤后进入主输送管道4，再经第一分控制阀8进入分输送管道5，由分输送管道5管壁上的输出孔15流出，进入土壌，调节土壌的温度及空气含量。将本发明作物根际土壤调节系统设置在温室或者大棚中，根据实际情况需要进行水、肥、气热的调控，当土壌缺水时，关闭所述灌肥装置及调温换气装置，开启所述灌水装置，进行土壌中的水分含量调节；当土壌中营养成分缺少，作物需要施肥时，关闭所述灌水装置及调温换气装置，开启所述灌肥装置，进行土壌中的营养成分构成调节；当需要调节土壤温度或土壌中的空气含量，改善作物根部呼吸和生长条件时，关闭所述灌水装置及灌肥装置，开启所述调温换气装置，进行土壌的温度及空气含量调节。特别是在冬季，白天打开风机能够有效提高土壌温度，利于增强作物根部活力，在夏季，夜间打开风机能够有效降低土壤温度，利于增强对作物根系的保护；土壤中有不利于农作物生长的病虫害时，根据病虫害的种类、数量及程度，能够通过调温换气装置输送驱除消灭病虫害的气体，或者，通过灌水装置输送驱除消灭病虫害的药液。
毎次肥液、灌溉用水、农药等液体输送以后，均通过调温换气装置向管道中通入一定量的具有一定压カ的空气，能够利于满足作物对空气的需求，同时，使各输送管道中的残留液得到及时吹扫，也使各分输送管道管壁上的输出孔得到疏通，从而有效预防堵塞。本发明作物根际土壤调节系统实现液体的地下渗灌，在地表以下的作物的根际附近供水供肥供药，充分满足作物的吸收需求，并保持土壤表层干燥，从而达到充分避免水、月巴、药蒸发或挥发浪费的同时，有效降低温室、大棚的空气湿度，进而減少了多种病虫害的发生，降低损失率，提高作物的产量和质量。应用本发明作物根际土壤调节系统对土壌的水、肥、气、热等方面的有效调节控制，能够根据作物生长特别是作物根际生长需要提供最佳条件，且系统稳定性高，与地膜结合能够实现3-5年的免耕，且调控方便快捷，节能环保效果显著，经济成本低，大幅提高作物的产量和质量。本发明不限于上述实施方式，本领域技术人员所做出的对上述实施方式任何显而 易见的改进或变更，都不会超出本发明的构思和所附权利要求的保护范围。


本发明涉及一种作物根际土壤调节系统及其调节方法，尤其涉及一种大棚中土壤的水、肥、气、热的调节系统及其调节方法，包括灌肥装置、灌水装置、调温换气装置，所述灌肥装置包括相互连接的储肥装置、输肥装置，所述灌水装置包括相互连接的储水装置、输水装置，所述调温换气装置包括风机、输气装置，其中，所述输肥装置、输水装置、输气装置共用主输送管道和分输送管道，所述分输送管道与所述主输送管道相连接。本发明以简单的结构实现对土壤尤其是其水、肥、气、热方面的综合调控，能够达到对作物生长特别是作物根际生长最佳条件的高稳定性控制，提供了一种新型的土壤免耕技术，节能环保效果显著，适于在各相关的农作物种植栽培领域中推广应用。