農業種植大棚節水灌溉裝置創新設計和發展趨勢探究

束樹紅

（汶上縣康驛鎮人民政府 山東濟寧 272507）

伴隨我國經濟的快速發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，傳統的應季蔬菜已經無法更好地滿足人們的飲食需要。特別是近年來，隨著我國的農業技術發展及其應用越發廣泛，農業大棚技術在蔬菜種植質量和產量的提高上都起到了較大的促進作用。大棚種植技術不僅可以使土地資源更為節省，同時還具有廣闊的市場，在農產品穩定供應方面具有重要的意義。為使種植大棚技術得到更為有效的應用，促進農業技術的不斷發展，應該適時地創新與改進大棚相關管理和技術，強化種植所有環節的管理，推動大棚種植有效發展。

儲水裝置作為農業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行研究和良好設計，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約，具有重要的現實意義［1-5］。

1 農業種植大棚節水灌溉裝置創新設計的必要性

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地獲得水分而促進自身生長。對植物的生長而言，全部依賴自然環境所提供的水源無法滿足其生長所需，通過人為對其進行水分的供給則十分必要，灌溉就是人們為植物提供水分的重要方式。節水灌溉是對農業水資源進行合理開發和利用，是應用農業技術、工程技術和管理技術，促進農業用水效益提升的重要方式。當前，節水灌溉在園林、農田及溫室當中得到了較為廣泛的使用，尤其是為了促進作物灌溉效率的提高，節水灌溉技術更是因其節地、節水等優勢在綠化、無土栽培及干溫室等環境中得到了廣泛的應用。

從當前農業種植大棚的灌溉方式來看，因為澆灌范圍的面積尺寸，出于節水灌溉的目的，往往會采用噴灌范圍與噴灑區域的幾何形狀相符的節水灌溉噴頭來加以設置。然而，農作物一直處于不斷生長的狀態，即使是相同區域中的農作物在水的需求量上也會存在不同的改變。但從當前農業種植大棚中所采用灌溉裝置來看，通常其形式較為單一，僅設置了一個出水口，無法與不同階段農作物對水量的需求相適應，還會導致出現水資源浪費的問題，這對于農作物的生長來說是十分不利的。加之水資源的大量浪費，還會導致勞動成本增多。針對當前種植大棚供水灌溉裝置中存在的以上問題，為了更好地滿足農作物的用水需求，對節水灌溉裝置進行創新設計就顯得非常必要［6-9］。

2 一種農業種植大棚用節水灌溉裝置的設計

2.1 農業種植大棚用節水灌溉裝置設計的內容

本研究設計的目標是為農業種植大棚提供一種節水灌溉裝置，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作物的用水需求相滿足、水資源浪費、勞動成本增加等問題得到解決。本文對大棚種植用節水灌溉裝置技術進行了研究設計，主要包括以下部件。

如圖1所示，本研究設計的部件主要包括噴頭、噴孔、第一承接部、第二承接部、環凸棱、旋轉部及進水口、出水口、出水凸起口、凸部和螺紋連接部。

圖1 大棚種植用節水灌溉裝置技術

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，同時噴頭的上面存在有噴孔。而第一承接部的下面則設有環凸棱，同時環凸棱的下面設置了進水口，進水口上面安裝了旋轉部，同時旋轉部的上面與出水口相連。而第二承接部上面設有出水凸起口，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。

在設計中，第一承接部與旋轉部的兩端間裝置了固定的有環凸棱，同時環凸棱以“喇叭”形狀呈現。進水口的上面和旋轉部保持齊整，同時旋轉部采用能夠調節的旋轉結構進行呈現。第二承接部是正六邊形結構的形式。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，同時兩面的凸部呈對稱形式。

2.2 農業種植大棚用節水灌溉裝置設計的效果

與當前農業種植大棚中用水灌溉技術相比，本研究中所設計的節水灌溉裝置具有如下效果。

首先，本種植大棚用所設計的節水灌溉裝置，在其噴頭上采用了大量噴孔設置，同時增設了旋轉部裝置，可以對出水口的水量大小進行調節，結合需要對大棚中的種植物進行灌溉，這不僅有助于對種植物的澆灌，還有助于對水資源的節約。

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

最后，本研究設計對凸部結構進行了增加，有助于灌溉裝置的整體固定，防止在澆灌的過程中出現整體裝置掉落的問題，進而造成水資源浪費的現象。

3 一種農業種植大棚的節水灌溉裝置設計的具體實施方案和工作原理

3.1 具體實施方案

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

該大棚用節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，同時噴頭的上面設有噴孔，第一承接部的下部安裝有環凸棱，第一承接部與旋轉部的兩端間用有環凸棱進行固定，同時環凸棱以“喇叭”狀呈現，不僅美觀，還便于對水進行全方位收集。其次，環凸棱的下部設置有進水口，在進水口的上部安裝了旋轉部，進水口的頂端和旋轉部保持整齊。再次，在旋轉部上采用的是能夠進行調節的旋轉結構，有助于對水資源進行節約。旋轉部與出水口相連，第二承接部上部設置出水凸起口，并將出水凸起口在第二承接部上進行垂直固定，且包括6～8個出水凸起口，進而便于對大棚中的種植物進行全方位灌溉。最后，第二承接部的左右兩個端點分別和凸部相連，且第二承接部采用的是正六邊形結構，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構，便于對整個部件從整體上加以固定。

3.2 本研究節水灌溉裝置設計的工作原理

就該大棚用節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到固定的位置上，當完成固定以后，可利用旋轉部從順時針及逆時針兩個方向進行旋轉。當按照逆時針方向進行旋轉時，出水凸起口就會越來越大；當按照順時針方向進行旋轉時，出水凸起口就會越來越小，這時第一承接部就會收縮到環凸棱的里面，而出水凸起口就會呈凸出狀，從而對大棚中的種植物進行灌溉。利用旋轉進水口，依照逆時針方向進行旋轉時，進水口就會呈張開狀態；按照順時針方向進行旋轉時，進水口就會呈收縮狀態，同時噴頭會凸出，對部分大型的種植物進行灌溉，有助于節約水資源。

4 大棚用節水灌溉技術的效益及發展趨勢分析

4.1 大棚用節水灌溉技術的效益

節水灌溉技術的應用與種植規模面積及種植栽培的模式等都有密切的關系。種植栽培的模式越復雜，所栽種的作物類別越多，就會對水產生多樣的需求，自然對灌溉方面也會存在不同的要求。因此，在節水灌溉裝置的設計上，應該結合大棚種植的實際所需加以灌溉，對于需水量大、耐旱性差的作物，要給予重點考慮；對于種植規模較大的，可以采用噴灌的方式；而對于種植規模較小的作物，則可采用滴灌的方法。

雖然本研究已經對大棚用節水灌溉裝置進行了創新設計，但就本設計來看，僅是一個雛形，本領域中的技術人員能夠在對本設計工作原理理解的基礎上，對其加以修改、變型和替換，進而使其更加的完善。期待本設計的新型節水灌溉裝置可以給大棚種植用戶帶來真正可用的實際價值，為農業種植大棚技術的發展提供一定的思路。

4.2 節水灌溉的發展趨勢

節水農業具有廣闊的發展前景，傳統的靠天發展的農業已然無法與現代社會的需求相適應，傳統農業只有朝著現代化智慧農業方向發展，借助現代化的技術與設備，才可更為持續地發展。伴隨自動化控制及微電子技術的發展，灌溉也朝著智能化和自動化方向發展。結合作物的生長時期、土壤的濕度及需求等多方面的因素，加以綜合性的判斷，對灌溉的時間、強度，及灌溉裝置水流量大小等加以優化設計和自動控制，是大棚用水灌溉技術未來發展的重要趨勢。

特別是伴隨我國經濟的飛速發展，農業發展的有關政策的大力扶持，極大地促進了農業生產規模的擴大，大棚種植作物培育的規模和品種也越發增多。傳統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驗和感覺，缺少科學的數據作為支撐，對于農作物的生長十分不利。

伴隨著網絡的快速發展和科技的創新，為農業大棚朝著智能化和自動化方向發展提供了可能。利用現代信息技術，可以促進農業大棚管理的自動化水平的提高，降低人為管理的弊端，從而更好地促進效率的提高，減少人工操作存在的不穩定因素，因此，大棚種植用水灌溉技術的發展也必然會朝著智能化、自動化方向發展。利用自動灌溉系統中的相關設備對作物的用水情況加以實時監測，對數據進行收集，通過對大棚內的空氣濕度、土壤濕度等進行分析和判斷，對噴灌設備進行自動啟動，而在系統通過數據分析監測到作物的用水處于合理情況時，則會自動關閉噴灌設備［10-16］。

5 結語

灌溉能夠為作物提供所需要的水分，為了確保作物可以生長正常，穩產高產，一定要保證其得到充足的水分。傳統大棚作物灌溉裝置通常其形式較為單一，僅設置了一個出水口，無法與不同階段農作物對水量的需求相適應，還會導致出現水資源浪費的問題，這對于農作物的生長來說是十分不利的。而本研究所設計的大棚用節水灌溉裝置，不僅可以滿足作物的灌溉需要，還能起到節約水資源的作用，有助于為農業種植大棚技術的發展提供一定的思路。