农业种植大棚节水灌溉装置创新设计和发展趋势探究

束树红

（汶上县康驿镇人民政府 山东济宁 272507）

伴随我国经济的快速发展和人们生活条件越来越好，人们对于饮食的要求也越来越高，传统的应季蔬菜已经无法更好地满足人们的饮食需要。特别是近年来，随着我国的农业技术发展及其应用越发广泛，农业大棚技术在蔬菜种植质量和产量的提高上都起到了较大的促进作用。大棚种植技术不仅可以使土地资源更为节省，同时还具有广阔的市场，在农产品稳定供应方面具有重要的意义。为使种植大棚技术得到更为有效的应用，促进农业技术的不断发展，应该适时地创新与改进大棚相关管理和技术，强化种植所有环节的管理，推动大棚种植有效发展。

储水装置作为农业种植大棚中的重要装置，对于大棚作物的生长具有重要的作用。对种植大棚的储水装置进行研究和良好设计，不仅能够防止水流给大棚作物带来的冲击破坏，还可以让水资源得到节约，具有重要的现实意义［1-5］。

1 农业种植大棚节水灌溉装置创新设计的必要性

植物的生长必须需要水的灌溉，通过其根部对水的吸收功能，可以让植物自身持续地获得水分而促进自身生长。对植物的生长而言，全部依赖自然环境所提供的水源无法满足其生长所需，通过人为对其进行水分的供给则十分必要，灌溉就是人们为植物提供水分的重要方式。节水灌溉是对农业水资源进行合理开发和利用，是应用农业技术、工程技术和管理技术，促进农业用水效益提升的重要方式。当前，节水灌溉在园林、农田及温室当中得到了较为广泛的使用，尤其是为了促进作物灌溉效率的提高，节水灌溉技术更是因其节地、节水等优势在绿化、无土栽培及干温室等环境中得到了广泛的应用。

从当前农业种植大棚的灌溉方式来看，因为浇灌范围的面积尺寸，出于节水灌溉的目的，往往会采用喷灌范围与喷洒区域的几何形状相符的节水灌溉喷头来加以设置。然而，农作物一直处于不断生长的状态，即使是相同区域中的农作物在水的需求量上也会存在不同的改变。但从当前农业种植大棚中所采用灌溉装置来看，通常其形式较为单一，仅设置了一个出水口，无法与不同阶段农作物对水量的需求相适应，还会导致出现水资源浪费的问题，这对于农作物的生长来说是十分不利的。加之水资源的大量浪费，还会导致劳动成本增多。针对当前种植大棚供水灌溉装置中存在的以上问题，为了更好地满足农作物的用水需求，对节水灌溉装置进行创新设计就显得非常必要［6-9］。

2 一种农业种植大棚用节水灌溉装置的设计

2.1 农业种植大棚用节水灌溉装置设计的内容

本研究设计的目标是为农业种植大棚提供一种节水灌溉装置，从而使过去大棚种植中所存在的灌溉装置形式较为单一、仅有一个出水口，且无法与不同阶段农作物的用水需求相满足、水资源浪费、劳动成本增加等问题得到解决。本文对大棚种植用节水灌溉装置技术进行了研究设计，主要包括以下部件。

如图1所示，本研究设计的部件主要包括喷头、喷孔、第一承接部、第二承接部、环凸棱、旋转部及进水口、出水口、出水凸起口、凸部和螺纹连接部。

图1 大棚种植用节水灌溉装置技术

其中，从喷头和第二承接部件来看，喷头下部与第一承接部相连，同时喷头的上面存在有喷孔。而第一承接部的下面则设有环凸棱，同时环凸棱的下面设置了进水口，进水口上面安装了旋转部，同时旋转部的上面与出水口相连。而第二承接部上面设有出水凸起口，其左面和右面两端分别存在凸部，而凸部的下面则与螺纹连接部相固定。

在设计中，第一承接部与旋转部的两端间装置了固定的有环凸棱，同时环凸棱以“喇叭”形状呈现。进水口的上面和旋转部保持齐整，同时旋转部采用能够调节的旋转结构进行呈现。第二承接部是正六边形结构的形式。出水凸起口与固定在第二承接部的上面相垂直，同时出水凸起口包括6～8 个。第二承接部外部与有凸部相连，同时两面的凸部呈对称形式。

2.2 农业种植大棚用节水灌溉装置设计的效果

与当前农业种植大棚中用水灌溉技术相比，本研究中所设计的节水灌溉装置具有如下效果。

首先，本种植大棚用所设计的节水灌溉装置，在其喷头上采用了大量喷孔设置，同时增设了旋转部装置，可以对出水口的水量大小进行调节，结合需要对大棚中的种植物进行灌溉，这不仅有助于对种植物的浇灌，还有助于对水资源的节约。

其次，本研究设计的节水灌溉装置，利用凸起出水口设置的增加，能够更为全面地对大棚中的种植物进行浇灌，由于凸起出水口十分小，不仅可以起到水资源节省的作用，还能够防止水的冲击力给较小种植物所带来的破坏。

最后，本研究设计对凸部结构进行了增加，有助于灌溉装置的整体固定，防止在浇灌的过程中出现整体装置掉落的问题，进而造成水资源浪费的现象。

3 一种农业种植大棚的节水灌溉装置设计的具体实施方案和工作原理

3.1 具体实施方案

基于上面的图例，该种植大棚用水灌溉装置的具体设计技术方案可以被完整且清晰地描述出来，参照图1，本设计的技术方案如下。

该大棚用节水灌溉装置主要包括11 个部件。首先，在喷头的下端与第一承接部相连，同时喷头的上面设有喷孔，第一承接部的下部安装有环凸棱，第一承接部与旋转部的两端间用有环凸棱进行固定，同时环凸棱以“喇叭”状呈现，不仅美观，还便于对水进行全方位收集。其次，环凸棱的下部设置有进水口，在进水口的上部安装了旋转部，进水口的顶端和旋转部保持整齐。再次，在旋转部上采用的是能够进行调节的旋转结构，有助于对水资源进行节约。旋转部与出水口相连，第二承接部上部设置出水凸起口，并将出水凸起口在第二承接部上进行垂直固定，且包括6～8个出水凸起口，进而便于对大棚中的种植物进行全方位灌溉。最后，第二承接部的左右两个端点分别和凸部相连，且第二承接部采用的是正六边形结构，看起来较为美观。而在凸部的下部与有螺纹连接部相固定，第二承接部的外面和凸部相连，凸部采用的是对称结构，便于对整个部件从整体上加以固定。

3.2 本研究节水灌溉装置设计的工作原理

就该大棚用节水灌溉装置的工作原理来看，首先就是要把第二承接部利用凸部旋转到固定的位置上，当完成固定以后，可利用旋转部从顺时针及逆时针两个方向进行旋转。当按照逆时针方向进行旋转时，出水凸起口就会越来越大；当按照顺时针方向进行旋转时，出水凸起口就会越来越小，这时第一承接部就会收缩到环凸棱的里面，而出水凸起口就会呈凸出状，从而对大棚中的种植物进行灌溉。利用旋转进水口，依照逆时针方向进行旋转时，进水口就会呈张开状态；按照顺时针方向进行旋转时，进水口就会呈收缩状态，同时喷头会凸出，对部分大型的种植物进行灌溉，有助于节约水资源。

4 大棚用节水灌溉技术的效益及发展趋势分析

4.1 大棚用节水灌溉技术的效益

节水灌溉技术的应用与种植规模面积及种植栽培的模式等都有密切的关系。种植栽培的模式越复杂，所栽种的作物类别越多，就会对水产生多样的需求，自然对灌溉方面也会存在不同的要求。因此，在节水灌溉装置的设计上，应该结合大棚种植的实际所需加以灌溉，对于需水量大、耐旱性差的作物，要给予重点考虑；对于种植规模较大的，可以采用喷灌的方式；而对于种植规模较小的作物，则可采用滴灌的方法。

虽然本研究已经对大棚用节水灌溉装置进行了创新设计，但就本设计来看，仅是一个雏形，本领域中的技术人员能够在对本设计工作原理理解的基础上，对其加以修改、变型和替换，进而使其更加的完善。期待本设计的新型节水灌溉装置可以给大棚种植用户带来真正可用的实际价值，为农业种植大棚技术的发展提供一定的思路。

4.2 节水灌溉的发展趋势

节水农业具有广阔的发展前景，传统的靠天发展的农业已然无法与现代社会的需求相适应，传统农业只有朝着现代化智慧农业方向发展，借助现代化的技术与设备，才可更为持续地发展。伴随自动化控制及微电子技术的发展，灌溉也朝着智能化和自动化方向发展。结合作物的生长时期、土壤的湿度及需求等多方面的因素，加以综合性的判断，对灌溉的时间、强度，及灌溉装置水流量大小等加以优化设计和自动控制，是大棚用水灌溉技术未来发展的重要趋势。

特别是伴随我国经济的飞速发展，农业发展的有关政策的大力扶持，极大地促进了农业生产规模的扩大，大棚种植作物培育的规模和品种也越发增多。传统人工灌溉的方式不但效率低，成本也较高，非常的局限，加之灌溉主要依赖经验和感觉，缺少科学的数据作为支撑，对于农作物的生长十分不利。

伴随着网络的快速发展和科技的创新，为农业大棚朝着智能化和自动化方向发展提供了可能。利用现代信息技术，可以促进农业大棚管理的自动化水平的提高，降低人为管理的弊端，从而更好地促进效率的提高，减少人工操作存在的不稳定因素，因此，大棚种植用水灌溉技术的发展也必然会朝着智能化、自动化方向发展。利用自动灌溉系统中的相关设备对作物的用水情况加以实时监测，对数据进行收集，通过对大棚内的空气湿度、土壤湿度等进行分析和判断，对喷灌设备进行自动启动，而在系统通过数据分析监测到作物的用水处于合理情况时，则会自动关闭喷灌设备［10-16］。

5 结语

灌溉能够为作物提供所需要的水分，为了确保作物可以生长正常，稳产高产，一定要保证其得到充足的水分。传统大棚作物灌溉装置通常其形式较为单一，仅设置了一个出水口，无法与不同阶段农作物对水量的需求相适应，还会导致出现水资源浪费的问题，这对于农作物的生长来说是十分不利的。而本研究所设计的大棚用节水灌溉装置，不仅可以满足作物的灌溉需要，还能起到节约水资源的作用，有助于为农业种植大棚技术的发展提供一定的思路。