本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種無害化大棚系統(tǒng)及大棚種植方法。

背景技術(shù)：

目前，大棚種植技術(shù)被廣泛的推廣，其中，所采用的大棚一般由支撐框架和棚膜組成，通過支撐框架將棚膜支撐起形成溫室大棚。大棚結(jié)合滴灌技術(shù)能夠有效的降低農(nóng)業(yè)灌溉的用水量，滴灌能夠在大棚內(nèi)的地面上長期保持濕潤的狀態(tài)，以滿足植物的生長需要。而在實(shí)際使用過程中，由于大棚內(nèi)的溫度和濕度較高，加上土壤表面保持濕潤，大棚內(nèi)的地面極容易生長雜草，同時，由于較大的濕度環(huán)境，植物生長出的果實(shí)也容易發(fā)生病蟲害，這就導(dǎo)致了農(nóng)戶需要頻繁除草和殺蟲、治病，往往會使用大量的滅草劑和殺蟲劑、滅菌劑等農(nóng)藥，這往往導(dǎo)致種植出的農(nóng)產(chǎn)品的農(nóng)藥殘留嚴(yán)重，嚴(yán)重影響食品安全，嚴(yán)重危害每一位消費(fèi)者的健康，而大量使用農(nóng)藥，又導(dǎo)致種植成本較高；同時，滴灌過程中，大部分水因地表蒸發(fā)散失，也使得現(xiàn)有技術(shù)中的大棚種植用水量較大，地下水過度開發(fā)，導(dǎo)致部分地區(qū)河流、湖泊干涸，而降大雨時因大棚不吸收雨水，全部傾灌到排水溝，又會發(fā)生內(nèi)澇和洪水。如何設(shè)計(jì)一種不用滅草劑、省工省力、節(jié)約費(fèi)用、節(jié)約電能、綠色環(huán)保、降低用水量、減少農(nóng)藥用量并提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的技術(shù)是本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種無害化大棚系統(tǒng)及大棚種植方法，實(shí)現(xiàn)不用滅草劑、不用人工和機(jī)械除草就能無草，減少無害化大棚系統(tǒng)的農(nóng)藥用量，達(dá)到綠色環(huán)保種植的目的，并降低用水量，給農(nóng)作物最佳的水分、光照、溫度，提高農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案是：一種無害化大棚系統(tǒng)，包括大棚和滴灌帶，所述大棚的下部安裝面為地表基準(zhǔn)面，還包括集水容器；所述大棚的頂部形成有多條凹陷的集水槽，所述集水槽分別與所述集水容器連接，所述滴灌帶與所述集水容器連接；所述大棚的下部邊沿設(shè)置有環(huán)形阻水圍擋，所述環(huán)形阻水圍擋的上部位于所述地表基準(zhǔn)面之上，所述環(huán)形阻水圍擋的下部位于所述地表基準(zhǔn)面之下，所述滴灌帶位于所述地表基準(zhǔn)面之下并低于所述環(huán)形阻水圍擋。

進(jìn)一步的，所述無害化大棚系統(tǒng)還包括控制器，所述集水容器中設(shè)置有與所述控制器連接的水位檢測器，所述集水容器的下部設(shè)置有接口，所述接口連接有水泵。

進(jìn)一步的，所述滴灌帶的上部和下部對應(yīng)設(shè)置有上濕度傳感器和下濕度傳感器；所述滴灌帶通過電磁閥與所述集水容器連接，所述上濕度傳感器、下濕度傳感器和所述電磁閥分別與所述控制器連接；所述上濕度傳感器和所述下濕度傳感器均位于所述地表基準(zhǔn)面之下。

進(jìn)一步的，所述大棚內(nèi)部設(shè)置有與所述控制器連接的溫度傳感器，所述大棚設(shè)置有可開關(guān)的通風(fēng)口。

進(jìn)一步的，所述大棚上方還設(shè)置有可開關(guān)的遮陽裝置，所述無害化大棚系統(tǒng)還包括光線傳感器，所述遮陽裝置和所述光線傳感器分別與所述控制器連接。

進(jìn)一步的，所述遮陽裝置為遮陽網(wǎng)、遮陽膜或遮陽板。

進(jìn)一步的，所述無害化大棚系統(tǒng)包括多個所述大棚，每個所述大棚均配置有所述滴灌帶、所述集水容器、所述水泵和所述控制器；所述無害化大棚系統(tǒng)還配置有供水中轉(zhuǎn)容器，所述水泵分別與所述供水中轉(zhuǎn)容器連接。

進(jìn)一步的，所述集水槽傾斜設(shè)置，所述集水槽的下端部設(shè)置有出水口，所述出水口連接所述集水容器。

進(jìn)一步的，所述環(huán)形阻水圍擋為環(huán)形擋水板、環(huán)形塑料膜、環(huán)形擋水帶或環(huán)形土建擋水墻。

本發(fā)明還提供一種大棚種植方法，采用上述無害化大棚系統(tǒng)；所述方法具體為：無害化大棚系統(tǒng)中的大棚搭建在種植地表面，并在大棚的四周挖溝放置環(huán)形阻水圍擋，環(huán)形阻水圍擋阻止了周圍土壤水分向大棚內(nèi)土壤滲透，大棚把全部降水收集到集水容器，使得大棚內(nèi)的種植地面深度D1范圍內(nèi)的土壤保持干燥缺水狀態(tài)，于是雜草因?yàn)槿彼荒馨l(fā)芽生長，從而實(shí)現(xiàn)不用滅草劑、不用人工和機(jī)械除草就能無草；滴灌帶深埋在大棚內(nèi)的種植地深度D2范圍內(nèi)，栽種的植物的根部達(dá)到滴灌帶周圍；在滴灌過程中，如果下濕度傳感器檢測的濕度值低于設(shè)定值，則控制集水容器向滴灌帶供水，而當(dāng)上濕度傳感器的濕度值高于設(shè)定值時，則需要停止集水容器向滴灌帶供水。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：本發(fā)明提供的無害化大棚系統(tǒng)及大棚種植方法，通過大棚收集全部降水、以及在大棚的下部設(shè)置環(huán)形阻水圍擋，使得大棚內(nèi)部所包圍的地面無法從大棚外部直接獲得供水，而滴灌帶埋在地面下方，根據(jù)大棚中所種植的農(nóng)作物根系生長深度，合理的設(shè)計(jì)滴灌帶的掩埋深度，以使得滴灌帶輸送的水在滿足農(nóng)作物的生長要求的情況下，確保地面一定深度的土層保持干旱缺水的狀態(tài)，從而使得雜草無法在地面附近的土壤中發(fā)芽和生長，從而實(shí)現(xiàn)無草的功效，不再需要打滅草劑，也不需要人工、畜力或者機(jī)械除草，與此同時，由于大棚內(nèi)的地面保持干旱的狀態(tài)，使得大棚內(nèi)的濕度降低，而干燥的環(huán)境中，細(xì)菌蟲類很難在農(nóng)作物上生長繁殖，從而可以達(dá)到預(yù)防病蟲害的功效，實(shí)現(xiàn)減少無害化大棚系統(tǒng)的農(nóng)藥用量，達(dá)到綠色環(huán)保種植的目的；另外，由于集水容器收集大棚集水槽在雨天匯集的水，集水容器位于滴灌帶的上方，從而可以利用重力對滴灌帶進(jìn)行自流供水，與從水井、河流用水泵抽水澆灌相比，大大減少電能的消耗量，另外，由于滴灌帶埋在土層中，地面水分的蒸發(fā)量較少，大大降低用水量。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明無害化大棚系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理圖；

圖2為本發(fā)明無害化大棚系統(tǒng)中滴灌帶和濕度傳感器的布局圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

如圖1所示，本實(shí)施例無害化大棚系統(tǒng)，包括大棚1和滴灌帶2，所述大棚1的下部安裝面為地表基準(zhǔn)面A，還包括集水容器3；所述大棚1的頂部形成有多條凹陷的集水槽11，所述集水槽11分別與所述集水容器3連接，所述滴灌帶2與所述集水容器3連接；所述大棚1的下部邊沿設(shè)置有環(huán)形阻水圍擋4，所述環(huán)形阻水圍擋4的上部位于所述地表基準(zhǔn)面A之上，所述環(huán)形阻水圍擋4的下部位于所述地表基準(zhǔn)面A之下，所述滴灌帶2位于所述地表基準(zhǔn)面A之下并低于所述環(huán)形阻水圍擋4。

具體而言，本實(shí)施例無害化大棚系統(tǒng)地表基準(zhǔn)面A即為大棚1所建在的土地表面，而在基建時，在大棚1的周圍設(shè)置環(huán)形阻水圍擋4，利用環(huán)形阻水圍擋4能夠阻擋大棚1外部的雨水從地表滲透到大棚1內(nèi)的地表土層中，從而確保大棚1內(nèi)部的地表保持干燥干旱的狀態(tài)，這樣在大棚1內(nèi)的農(nóng)作物生長過程中，利用滴灌帶2從地表下直接對農(nóng)作物100的根系101供水，以確保地表處于干旱的狀態(tài)，地表的雜草由于缺水很難發(fā)芽或生存，同時干燥的地表使得大棚1內(nèi)部空間的濕度保持在較低的水平，從而使得細(xì)菌蟲類很難在農(nóng)作物100上生長繁殖，可以大大降低農(nóng)藥的使用量，同時，可以杜絕使用滅草劑，也無需耗費(fèi)大量勞動力去人工除草，達(dá)到綠色環(huán)保種植的目的；同時，由于滴灌帶2埋在地表之下，滴灌帶2供給的水直接供給農(nóng)作物100的根系101，克服現(xiàn)有技術(shù)中地表澆水導(dǎo)致大量水分被蒸發(fā)散失，降低用水量；根系101能夠獲得充足的供水量，而干燥的地表能夠便于農(nóng)戶翻土透氣，可以大大提高農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)。大棚1上的集水槽11傾斜設(shè)置，所述集水槽11的下端部設(shè)置有出水口12，所述出水口12連接所述集水容器3，在雨天將雨水匯集到集水容器3中收集，在平時澆水時，可以利用集水容器3中的水輸送給滴灌帶2，而由于集水容器3位于滴灌帶2高度空間的上方，只需控制器打開供水電磁閥21，就可以利用重力自流供水，，從而降低電能消耗。其中，在基建過程中，所述環(huán)形阻水圍擋4可以為環(huán)形擋水板、環(huán)形塑料膜、環(huán)形擋水帶或環(huán)形土建擋水墻，本實(shí)施例對環(huán)形阻水圍擋4的表現(xiàn)實(shí)體不做限制。另外，本實(shí)施例中環(huán)形阻水圍擋4的高度尺寸，根據(jù)當(dāng)?shù)仉s草種類根系的生長深度決定，以確保地表干燥土層的深度不滿足雜草生長的要求為準(zhǔn)，而滴灌帶2的掩埋深度，取決于農(nóng)作物根系的生長深度，而由于農(nóng)作物根系的生長深度要大于雜草根系的生長深度，從而使得滴灌帶2僅會對農(nóng)作物進(jìn)行供水，始終確保地表特定深度土層保持干旱的狀態(tài)，本實(shí)施例對環(huán)形阻水圍擋4的高度尺寸、滴灌帶2掩埋深度尺寸不做限制。

進(jìn)一步的，為了實(shí)現(xiàn)自動化灌溉種植，本實(shí)施例無害化大棚系統(tǒng)還包括控制器(未圖示)，所述集水容器3中設(shè)置有與所述控制器連接的水位檢測器(未圖示)，所述集水容器3的下部設(shè)置有接口，所述接口連接有水泵31，在雨季雨水量較大的情況下，當(dāng)水位檢測器檢測到集水容器3中的水達(dá)到最高儲水量時，則啟動水泵31(或者，如果集水容器3比供水中轉(zhuǎn)容器高，則控制器打開泄洪電磁閥以自流方式)將多余的雨水輸送到供水中轉(zhuǎn)容器(未圖示)，便于不同區(qū)域的大棚之間調(diào)劑用水，在中轉(zhuǎn)容器超過警戒水位后，自動開啟排水口，將多余的雨水排放到湖、河等地方。而對于同一個地區(qū)，存在降水分布不均的情況，為了充分利用雨水進(jìn)行灌溉，對于同一地區(qū)的多個大棚1，可以配置多個供水中轉(zhuǎn)容器(未圖示)，每個大棚1對應(yīng)的所述水泵31分別與所述供水中轉(zhuǎn)容器連接，這樣，在實(shí)際供水灌溉過程中，對于缺水地區(qū)中的大棚1所配置的集水容器3可以從供水中轉(zhuǎn)容器中取水，同時，對于水量充足地區(qū)中的大棚1可以將集水容器3中的部分水輸送到供水中轉(zhuǎn)容器中，以有效的解決地區(qū)雨量分布不均造成的影響。

優(yōu)選的，為了更加精準(zhǔn)的控制滴灌帶2的供水量，所述滴灌帶2的上部和下部對應(yīng)設(shè)置有上濕度傳感器51和下濕度傳感器52；所述滴灌帶2通過電磁閥21與所述集水容器3連接，所述上濕度傳感器51、下濕度傳感器52和所述電磁閥21分別與所述控制器連接；所述上濕度傳感器51和所述下濕度傳感器52均位于所述地表基準(zhǔn)面之下。具體的，在農(nóng)作物種植過程中，大棚1內(nèi)部土地挖溝槽埋設(shè)滴灌帶2、下濕度傳感器52和農(nóng)作物100的根系101，進(jìn)行掩埋過程中，再將上濕度傳感器51掩埋在上層的土里，而在實(shí)際灌溉過程中，由下濕度傳感器52檢測周圍的濕度值來判斷是否需要滴灌帶2進(jìn)行供水灌溉，而在灌溉過程中，如果上濕度傳感器51檢測到的濕度大于設(shè)定值，則停止滴灌帶2繼續(xù)灌溉，以確保地表處于干燥狀態(tài)，而農(nóng)作物100的根系101能夠獲得最佳的水分供應(yīng)量，并且，農(nóng)作物的根有向水性，深層土壤中水分多，會吸引農(nóng)作物100的根系101能夠更深的向地下扎根，使得農(nóng)作物100能夠以更旺盛的狀態(tài)生長，獲得品質(zhì)優(yōu)良的農(nóng)產(chǎn)品。

更進(jìn)一步的，所述大棚1內(nèi)部設(shè)置有與所述控制器連接的溫度傳感器(未圖示)，所述大棚1設(shè)置有可開關(guān)的通風(fēng)口(未圖示)，具體的，通過溫度傳感器可以實(shí)時監(jiān)測大棚1內(nèi)的溫度，當(dāng)大棚1內(nèi)的溫度過高時，將影響農(nóng)作物快速生長，則有控制器控制大棚1打開通風(fēng)口，其中，通風(fēng)口可以采用開關(guān)門的方式，或者，可以采用滑動打開大棚1的保溫膜、保溫被或保溫板。當(dāng)大棚1內(nèi)的溫度過低時，也將影響農(nóng)作物快速生長，則由控制器控制大棚1關(guān)閉通風(fēng)口，適時保溫。優(yōu)選的，為了有效的延長農(nóng)作物的光合作用時間，在大棚1上方還設(shè)置有可開關(guān)的遮陽裝置6，遮陽裝置6將配合光線傳感器(未圖示)，在中午陽光強(qiáng)度最高的時段，由于光照強(qiáng)度過強(qiáng)反而會導(dǎo)致農(nóng)作物停止光合作用，在光線傳感器檢測的光線強(qiáng)度大于設(shè)定值后，控制器控制遮陽裝置6打開遮蓋住大棚1，降低大棚1內(nèi)的光線強(qiáng)度，從而使得大棚1內(nèi)的農(nóng)作物繼續(xù)進(jìn)行光合作用，達(dá)到農(nóng)作物的營養(yǎng)更加豐富、品質(zhì)更好。而遮陽裝置6可以為遮陽網(wǎng)、遮陽膜或遮陽板等遮陽設(shè)備。

本發(fā)明還提供一種大棚種植方法，采用上述無害化大棚系統(tǒng)；所述方法具體為：無害化大棚系統(tǒng)中的大棚搭建在種植地表面，并在大棚的四周挖溝放置環(huán)形阻水圍擋，以在環(huán)形阻水圍擋的作用下使得大棚內(nèi)的種植地深度D1范圍內(nèi)保持干燥缺水狀態(tài)；滴灌帶深埋在大棚內(nèi)的種植地深度D2范圍內(nèi)，栽種的植物的根部達(dá)到滴灌帶周圍；在滴灌過程中，如果下濕度傳感器檢測的濕度值低于設(shè)定值，則控制集水容器向滴灌帶供水，而當(dāng)上濕度傳感器的濕度值高于設(shè)定值時，則需要停止集水容器向滴灌帶供水。

本發(fā)明中的農(nóng)作物100可以為蔬菜、果樹等任何可以在大棚1中種殖的根系發(fā)達(dá)的植物，以農(nóng)作物100為葡萄為例，在葡萄樹苗(根系達(dá)到地面以下30CM或更多)栽種過程中，或者葡萄樹生長一年以上，葡萄樹的根系達(dá)到地面以下40CM深度時，在大棚1內(nèi)的地面上挖溝槽，溝槽的深度D2為30CM-60CM的范圍內(nèi)，將滴灌帶2埋在深度45CM處，下濕度傳感器52埋在深度60CM處，而在實(shí)際操作過程中可以采用逐層掩埋的方式，在離地表距離為30CM的深度處放置上濕度傳感器51，從而在距離地表0CM-20CM的范圍內(nèi)的地表土層形成干燥區(qū)，距離地表20CM-30CM的中間土層為緩沖區(qū)，距離地表30CM-60CM的范圍內(nèi)的深土層為濕潤區(qū)，以確保地表0CM-20CM的土層保持干旱缺水的狀態(tài)；而在對葡萄進(jìn)行灌溉的過程中，控制器根據(jù)上濕度傳感器51和下濕度傳感器52的檢測值，進(jìn)行動態(tài)控制滴灌帶2供水灌溉，同時，還可以根據(jù)葡萄不同生長階段需要，對土壤中水分含量進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)節(jié)，配合對溫度和光照強(qiáng)度的調(diào)節(jié)，可以人為給葡萄提供最佳的生長環(huán)境，由此方式獲得的葡萄除了綠色健康外，還具有糖分高、果香濃、果汁濃郁等特點(diǎn)，獲得高品質(zhì)的葡萄。

本發(fā)明提供的無害化大棚系統(tǒng)及大棚種植方法，通過在大棚的下部設(shè)置環(huán)形阻水圍擋，結(jié)合大棚收集全部降水，使得大棚內(nèi)部所包圍的地面無法從大棚外部直接獲得供水，而滴灌帶埋在地面下方，根據(jù)大棚中所種植的農(nóng)作物根系生長深度，合理的設(shè)計(jì)滴灌帶的掩埋深度，以使得滴灌帶輸送的水在滿足農(nóng)作物的生長要求的情況下，確保地面深度附近的土層保持干旱的狀態(tài)，從而使得雜草無法在地面附近的土壤中發(fā)芽或生長，從而實(shí)現(xiàn)無草的目的，與此同時，由于大棚內(nèi)的地面保持干旱的狀態(tài)，使得大棚內(nèi)的濕度降低，而干燥的環(huán)境中，細(xì)菌蟲類很難在農(nóng)作物上生長繁殖，從而可以達(dá)到預(yù)防病蟲害的功效，實(shí)現(xiàn)減少無害化大棚系統(tǒng)的農(nóng)藥用量，達(dá)到綠色環(huán)保種植的目的；另外，由于集水容器收集大棚集水槽在雨天匯集的水，集水容器位于滴灌帶的上方，從而可以利用重力對滴灌帶進(jìn)行供水，減少電能的消耗量，另外，由于滴灌帶埋在土層中，地面水分的蒸發(fā)量較少，降低用水量，提高了農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)。無害化大棚系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)不用滅草劑而且不用人工和畜力除草、也不用機(jī)械除草，就能實(shí)現(xiàn)無草的目的，不僅大大減少人工費(fèi)和機(jī)械費(fèi)用，而且避免滅草劑對農(nóng)作物造成的農(nóng)藥殘留問題，從根本上實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品和食品安全，保護(hù)消費(fèi)者健康，無害化大棚同時有效減少農(nóng)作物的病蟲害，減少用于防治病蟲害的農(nóng)藥用量，達(dá)到綠色環(huán)保種植的目的。無害化大棚能夠有效降低用水量，自動調(diào)配各區(qū)域間降雨的不均衡，自動調(diào)節(jié)各時間段降雨量與農(nóng)作物的需求量之間的矛盾，實(shí)現(xiàn)最佳匹配，可以大大節(jié)約水資源，解決因地下水過度開發(fā)導(dǎo)致的河流湖泊干涸問題，重現(xiàn)青山綠水的優(yōu)美環(huán)境；無害化大棚能夠按照農(nóng)作物最優(yōu)化氣候指標(biāo)所需的水分、光照、溫度進(jìn)行智能控制，從而實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的最優(yōu)化。