TWI329495B - - Google Patents

Description

1329495 九發明說明： 【發明所屬技術領域】 本發明係為一種節水灌溉施肥之方法及其裝置，特別 是指一種適合用於沙漠綠化等水源不足之場合節水灌溉 施肥之方法及其裝置。 【先前技術】 由於地球沙漠化影響，以及都市開發、人口增加等因 素影響，使傳统可供耕作之展地面積減少，因此促使農業 專家積極開發可在沙淇或是貧瘠的山坡地等缺乏水源之 惡劣地形栽種植物之技術。而在該類型惡劣地形栽種植 物，如何在有限的水資源下有效的灌溉及施肥，係成為錄 化成功的二個關鍵因素。 此外由於水資源短缺，以及過去農業上化學無機肥料 及農糗過度使用的因素，造成土壤無機化、酸化的情形， 均造成傳統的農業耕作技術發展之瓶頭，因此如何改善傳 統的農業耕作之灌溉與施肥方式，達到減少水資源的浪 费，與土壞污染惡化之情形，便成為相當重要之課題。 最傳統且最普遍的灌溉方法是地表灌溉法，其係將水 經由圳道或輪水管等直接引注到農田襄，使水份漫延到農 田各處的「漫灌」，這種灌溉法，由於水份經蒸發，滲漏 和流失，損耗均極嚴重’所以是效率最低、最浪费水源的 一種瓚溉法。 為改善傳統之浸漫方式的灌溉方法的缺點，發展出喷 水灌溉的螬溉方法，其係在田野間架設水管及喷嘴，將水 5 1329495 喷灑於土壤表面。該喷水灌溉法雖然可略微提升灌溉效 率，但實際上經由蒸發而損失的水份高達20%以上，且 風向及風速的變化經常擾亂喷灑作業，再加上起伏不平的 坡地影響，使灌溉無法平均。此外，管件、喷頭和抽水機 等必需設備的購置、維護與更新费用也相當高，所以仍然 不是理想的瓚溉法。 上述二種傳統的地面灌溉法均存在有浪费水泺，灌溉 效率不佳的缺點，此外其更嚴重的缺點是土壤長時問受灌 溉水及雨水沖刷，表層會形成「表土雎結」現象，而使得 土壤表面孔陈變小，而使得水分滲入地底的速度減緩，因 此使得灌抵水無法被土地有效吸收。 此外傳統的地表灌溉方法使得表土濕潤，因此使得土 地表面容易躉生雜草，其不但消耗水源，而且更會耗费相 當多的成本在除草工作上，且如果喷灑除草劑更會對環境 及人《I健康有極大影響。 後來以色列農業專家為了在沙漠地區栽植樹木及農 作物，發展出較為節水的滴水灌溉法，滴水灌溉法係為在 田野間佈設管線系統，該管線系统係依照植物生長之位置 設置一定問距的滴孔，且能依照植物生長所需的水量，滴 送到植物根系生長範团的土層内，使經常保持最好的濕潤 狀態》該種滴水灌溉法因為滴水的速度很慢，且水量可加 以控制，所以幾乎沒有蒸發、滲漏和流失的損耗，所以用 水效率極高，且能夠將液體肥料與水混合，施行灌溉舆施 肥的目的。 然而習用的滴水灌溉法其使用設儀包括：抽水機、主 6 1329495 管、副管、控制設備、液管和滴嘴等，初期投資成本也相 當昂贵，而且管線的設計必須相當注意各區域位置之水壓 均衡，否則將造成局部地區過潮，局部乾早情形，尤其在 山坡地地區此情形將會更加嚴重。 此外目前灌溉技術中，尚有地底灌溉法，地底灌溉法 係為在約地底ίο公分或有效土層的深度埋設供水管線， 使灌溉水直接注入到土壤裡層，而被植物根群所吸收。地 底灌溉法也同樣能夠達成極佳的灌溉效率，但是由於供水 管線必須埋設在地底，並需要有水壓機等加壓設備，因此 其投資成本最為高昂，一般農民根本無法投資•且其操作 時，如果不慎產生管線負壓的情形，泥沙便會被吸入地下 營線的出水口，而使得管線相當容易被泥沙所堵塞，因此 相當容易失效，且維護不易。 再者，就傳統之施肥方法來看，以往農業耕作為提高 產量，因此大量使用可快速大量生產之氮肥、磷肥及鉀肥 等化學無機肥料’但長期使用無機肥料之結果係會使得土 壤中的有機物質減少，而造成微生物或蚯蚓等大型生物減 少或滅絕，導致土壤變成密實舆板結之現象，因此使得土 壤漕溉水向下流動速度減緩的情形更加嚴重。 同時傳統的施肥方法係將肥料施灑於土壤表面，或是 將肥料埋在土壤表層，但肥料的施灑均都僅限於土壤的表 層’因此也同樣有肥料養分無法有效深入到土壤底層之現 象產生。由於植物根部生長有「向水性」及Γ向肥性」之 特性，因此以傳統之從土壤表面施肥或灌溉的方式，多數 的水分及肥料通常集中在約為深入土壤2〇公分以内的深 1329495 度範面内，因此無法引導植物根群向土壤較為深層的區域 生長。如此一來使得植物的根系浮淺，而使得植物的根群 只能吸收到較為浮淺的土壤表層的水分與養分》對於沙漢 或乾旱地區的綠化植物栽培而言，一般土壤表面因為長期 乾旱及氣候因素通常較為乾燥，而水分通常係保持在較為 深層的土壤中，因此如果植物的根群只能生長在較為浮淺 的土壤表層，便無法吸收到深層土壤中所保持的水分。 由以上說明可知，習用的灌溉及施肥方法存在有相當 多需改進之缺點’本發明人有鑑於此，乃苦思細索，積極 研究’加以多年從事相關產品研發經驗，並經不斷試驗及 改良，终於發展出本發明。 【發明内容】 本發明之目的，主要在於提供一種適合用於沙漠或其 他缺水區域栽種植物之節水灌溉與施肥方法及其裝置，其 主要技術手段，係為將肥料製成一具有透水舆保水性之圓 柱形肥料棒，將肥料棒垂直插置於欲灌溉之植物周团，並 使用一供水裝置以緩慢穩定而持續的方式將水份滴注於 肥料棒之上，使水分經由肥料棒為介質，而滲透進入土壤 層中。 本發明係《肥料棒作為栽種植物的基肥，其可提供植 物生長所需的緩性養分，且其可採用有機肥料製成，以補 充土壤有機質’增進土壤中微生物及大型生物之生長•此 外本發明可於供水裝置之灌溉水中添加水溶性肥料，以作 8 1329495 為添加植物追犯的手段’而使得灌溉與施加追把的程序一 起完成。 同時該肥料棒係製成具有孔隙透水性之構造，使水分 可經由肥料棒之導引而直接進入土壌裡層，避免土壤表面 蒸發之浪费，而提高用水效率，而且避免由土壤表面灌溉 及施肥對土壤表層沖刷，而造成土壤土質惡化情形。 並且藉由植物根部生長之向水性與向肥性，引導植物 根系圍繞生長在肥料棒的旁邊，使得植物根群能夠有效吸 收灌溉水分與肥料棒養分，而提高植物吸收水分舆養分的 效率，而達到更佳的灌溉效果。 本發明藉由以上技術手段，同時可達到增進灌溉舆施 肥之效率的目的，且可改善土壤性質，使其適合植物生 長，因此特別適合用於沙漠或其他惡劣地形栽種植物之目 的，同時本發明所使用裝置整體構造簡單，使其投資成本 低廉，而更有助於本發明技術推廣》 本發明為達成上述及其他目的，其所採用技術手段茲 採較佳實施例並配合相關圖式詳細說明如下。 【實施方式】 如圈1~2所示係為本發明之節水灌溉舆施肥之方法 之主要技術概念示意圖，本發明之主要技術手段，係為先 將肥料預備作為栽種植物之基肥的肥料製成肥料棒40, 然後於欲灌溉之植物1的周邊依照植物的大小及灌溉密 度之需求，鑽設多數個垂直孔30,然後將前述肥料棒40 插入於該若干垂直孔30之中》並且於肥料棒40鄰近位置 9 另外該肥料棒40係可以製造成為雙層的複合式構 造，如圖3所示實施例中，肥料棒40A之中心設置有一夾 層42A，而且於夾層42A的外側包復肥料，而形成一肥料 層 43A。 該夾層42A可以選用天然的木、竹棒，或者是塑膠棒 等村質，以增進肥料棒40A整體強度》或者如田4所示實 施例，肥料棒40B中心係可填充吸水材料製成的吸水層 44B，以提供更佳的導水舆含水功能。 供水裝置20主要之功用係為用以將水分以穩定而緩 慢速度滴注於肥料棒40之上，使灌溉的水分經由肥料棒 40為介質而被引導至土壤裡層。供水裝置20包括有：至 少一容器21，係藉由一支撐架1〇架設於地面預定高度。 容器21内部係可盛裝灌溉水22 ;灌溉水22係可以藉由 人工添加，或是配合供水管路供應將水自動地填裝於該容 器21之中。於容器21的頂部可以加設一蓋體26，用以 避免雜質掉落到容器21的内部。前述容器21可以採用一 般的塑膠容器，例如廢棄之保特瓶空罐製成，因此其成本 極為低廉β 容器21底部設置有一接口 23,並由接口 23處連接 一導引管24,將水導引至肥料棒40的頂端，且於該導引 管24末端設置一滴嘴25，用以使水分以小流量滴注於肥 料棒40頂端。實際使用時，該滴嘴25可以伸入於肥料棒 40的孔41之中，或者是不伸入孔41，而僅是懸空定位於 犯料棒40之頂端亦可。 此外’如圈5所示實施例，係為於容器21底部之接 1329495 口 23舆導引管24連接處設置一調節閥27,用以調整控 制該導引管24與滴嘴25的水流流出速度》 該供水裝置20除了可用以提供灌溉所需水分外，亦 可以將水溶性肥料添加到容器21内部所成裝的遒溉水 中’而使得水溶性肥料隨著灌溉水進入到土壤中，而達到 施加追肥的目的。 本發明藉由以上技術手段，所產生之功效如下： 1. 本發明藉由肥料棒40將水分直接導引到土壤底層，不 僅可以改善傳統灌溉方法之水分從土壤表面滲透所造 成之浪费情形，而有效灌溉效率，同時可以藉由植物根 部生長之向水性與向肥性，引導植物根部朝向肥料棒 40的方向生長，而使得植物的溉根团繞肥料棒40,因 此使得植物鑌根和灌溉水及肥料養分進入到土壌的位 置極為接近，而使得水分及養分的吸收達到最佳的效 率β 2. 本發明技術可引導植物根系朝向土壤底層生長，而避免 植物根系浮淺之情形，且使得植物根系可以吸收到土壤 較為底層的水分，所以使得本發明技術特別適合應用沙 漠或山坡地等缺水地形栽種綠化之場合。 3. 藉由本發明技術，可以引導植物根系朝向肥料棒40生 長，因此使得植物的鬚根舆肥料棒極為接近，因此使得 遒溉水及養分可以被植物有效吸收， 4. 本發明璜溉水直接進入土壤底層，可避免因土壤受雨水 沖刷，而使土壤表層膠結而產生灌溉水不易由表層土進 入底層土的現象，且流失有機質的情形產生。而且肥料 12 1329495 棒40可以採用有機肥製成’而能夠補充土壤所需的有 機質，因此而能夠促進土壤中微生物及蚯蚓等大型生物 生長，而達到改善土壤性質的目的。 5. 藉由本發明技術’可同時達成灌溉及施肥的程序，因此 使得施肥與灌溉之程序大幅簡化，而節省植物栽種管理 成本β 6. 本技術採用之構造不需複雜的管線、水壓機、喷嘴等昂 贵設備，因此整體設備成本低廉，而有助於本發明之推 廣應用β 【圖式說明】 圓1係為本發明之灌溉方法之技術概念示意圖* 圖2係為本發明第一實施例之構造示意固。 圖3係為本發明第二實施例使用之肥料棒之構造示意 圖。 圓4係為本發明第三實施例使用之肥料棒之構造示意 圖5係為本發明第四實施例使用之供水裝置之構造示 意圓。 13 1329495 【元件符號說明】 1……植物 10……支撐架 20……供水裝置 21 ......容器 22 ......灌溉水 23……接口 24……導引管 • 25……滴嘴 26……蓋體 27……調節閥 30......垂直孔 40......肥料棒 41……孔 40A......肥料棒 42A……夾層 • 43A……肥料層 40B......肥料棒 44B......吸水層 14

Claims (1)

1. 十申請專利範圍： 1. 一種節水灌溉與施肥之方法，其中包括： A、 將肥料製造成柱狀之肥料棒； B ' 將前述肥料棒以垂直於地面之方向埋入於欲灌 溉之植物周園土壤中；使肥料棒埋設於接近欲 灌规之植物根部； c、 利用一供水裝置，將水分穩定而持續地導引到 前述肥料棒，使水分經由肥料棒之毛細作用滲 透進入土壤之中； 藉由以上方法之組合，係可使供水裝置所供應之水 分經由該肥料棒為介面滲入到土壤之中，而使得水分及 肥料棒之養分被植物之根部所吸收，因此使得水分可不 需經過土壤表層而直接滲入到土壤裡層，而使得水分及 養分被植物根部有效吸收》 2. 如申請專利範圍第1項所述之節水灌抵與施肥之方 法’其中該肥料棒係以有機肥料、或無機肥料、或為有 機肥料舆無機肥料混合製成。 3·如申請專利範園第1項所述之節水灌溉與施肥之方 法，其中該肥料棒之中央係設置有一以高導水性之戏水 材料製成的吸水材料所製成之吸水層，以增加該肥料棒 吸收保持水分之能力。 4·如申請專利範圍第1項所述之節水灌溉舆施肥之方 法，其中該肥料棒中央係可設置一貫穿之孔，前述供水 裝置所供應之灌溉水係由該肥料棒中央貫穿孔之頂端 滴入β 1329495 5. 如申請專利範圍第1項所述之節水灌溉舆施肥之方 法，其中該肥料棒之長度係依照所欲灌溉之植物根群生 長之深度所決定，以使該肥料棒插入土壤後，肥料棒底 部之深度接近於植物根群生長之深度。 6. 如申請專利範圍第1項所述之節水嫌抵舆施肥之方 法，其中該肥料棒插入土壤後，其頂端係與土壤之表面 切齊，或略高於土壤之表面，以避免肥料棒頂端被土壤 復蓋。 7. 如申请專利範团第1項所述之節水灌漱舆施肥之方 法，其中所使用之供水裝置具有：至少一容器，係用以 承裝欲用以灌溉植物之水分；及至少一導引管，係連接 於該容器與該肥料棒之間，用以將水分由該容器輸送至 該肥料棒。 8·如申請專利範团第7項所述之節水灌溉與施肥方法，其 中該容器舆該導引管之間設置有一水量調節裝置，用以 控制該導引管之水流流量。 9.如申請專利範園第1項所述之節水灌溉施肥之方法，係 可於該供水裝置所供應之水中添加水溶性肥料，以使前 述水溶性肥料隨水分滲透進入土壤之中，藉以提供栽種 植物所需之追肥養分。 10·—種節水灌溉與施肥浆置，其t包括： 至少一肥料棒，係以有機肥料或無機肥料混合製成，其 概呈中空管狀體，且可插入欲灌溉之植物周邊土壤t; 一供水裝置，具有至少一容器，其内部係可承裝用以 灌溉椬物之水，及至少一將容器内之水引導滴注於 16