一种水稻节水装置的制作方法

本实用新型涉及一种节水装置。

背景技术：

水稻灌溉用水是农业用水中占比较大的部分，现有国内的饱和土壤灌溉、干湿交替灌溉、覆盖旱种等节水灌溉技术均比较复杂，需要进行严格的灌溉环节的控制，如短时间内进行多次的供水量调节，该过程比较复杂，增加了田间管理的难度，并且较难掌握或控制不严格，难以推广。水稻灌溉中水面蒸发占灌溉水流失的较大部分，水面蒸发是指田间灌溉用水的自然蒸发现象，温度高、裸露面积大和环境中风力等因素都会加剧灌溉水的损失，但是灌溉水的水面蒸发在现有研究中多被忽略。因此现有水稻种植过程中存在节水效果差的问题。

技术实现要素：

本实用新型为了解决现有水稻种植过程中节水效果差的问题，提出一种水稻节水装置。

本实用新型水稻节水装置的主体为平板状，主体中设置有膨胀腔，膨胀腔的侧壁为波纹板；所述膨胀腔内填充有异戊烷；主体上表面固接有数个配重板；

所述主体下表面固接有数个纵向条形板组和横向条形板组；纵向条形板组由数个垂直于主体下表面的纵向条形板构成，相邻的纵向条形板平行设置，纵向条形板平行于主体的长度方向设置；横向条形板组由数个垂直于主体下表面的横向条形板构成，相邻的横向条形板平行设置，横向条形板垂直于主体的长度方向设置；纵向条形板组和横向条形板组间隔设置。

进一步地，所述水稻节水装置的主体上表面固接有穿线环。装置使用过程中平铺到相邻的水稻行间的灌溉水内，为了防止相邻的装置发生堆叠，本实用新型利用绳索系在穿线环上，将装置通过绳索连接到一起，最后将绳索拉直并将其两端固定在系在稻田田埂的锚固杆上，绳索和穿线环的配合使用限制了装置的移动。

进一步地，所述水稻节水装置的主体上设置有贯通主体上下表面的通孔，通孔内设置有锚固杆。装置使用过程中平铺到相邻的水稻行间的灌溉水内，为了防止相邻的装置发生堆叠，本实用新型在装置主体上设置通孔，锚固杆穿过通孔并刺入土壤中，锚固杆和通孔的设置限制了装置的平移，装置主体能够以锚固杆为滑道、沿锚固杆上下移动，避免了堆叠的发生。

进一步地，所述水稻节水装置的主体(包括水稻节水装置主体的上表面和下表面、以及膨胀腔的侧壁)的材质为pvc(聚氯乙烯)。所述纵向条形板和横向条形板的材质为pvc；

进一步地，所述膨胀腔的容积为水稻节水装置主体的40～50％。

进一步地，所述配重板为条形板，配重板为铁板，配重板均匀分布在水稻节水装置主体上表面、且与水稻节水装置上表面固接。装置主体材质为聚氯乙烯，密度为1.30～1.45g/cm³，由于膨胀腔的存在，使装置主体的密度小于水，因此整体的水稻节水装置无法在水中下沉，配重板采用铁板，增加配重板后水稻节水装置的重量提高，体积不变的条件下密度变大，在水稻节水装置的体积密度达到1.1～1.2g/cm³时达到在水中下沉的目的。

进一步地，所述膨胀腔中异戊烷的添加量为膨胀腔体积的0.5～1％。异戊烷填充至膨胀腔后，排出膨胀腔中多余的空气后密封膨胀腔。随着水温的升高，水将热量传递至异戊烷，异戊烷随之升温，异戊烷升温过程中发生汽化，汽化产生的气态戊烷体积膨胀，使膨胀腔的波纹板侧壁展开，膨胀腔体积变大，最终使整体的水稻节水装置密度变得更小，当小于水的密度时开始上浮；

本实用新型具原理及有益效果为：

本实用新型水稻节水装置使用时平铺在水稻行间的灌溉水内，在日照充足时水温升高，沉在水底的装置中的异戊烷随之升温并发生体积膨胀，装置整体的密度变小，当小于水的密度时装置浮出水面，装置上表面露出。由于装置上表面露出，因此水被装置遮盖在下面，水面的裸露面积变小，降低了水面蒸发造成的灌溉水的损失。与未采用本实用新型装置的水田相比，在一个月内能够至少减少20％灌溉的灌溉用水。同时装置遮盖也利用遮挡阳光辐射，避免灌溉水温的过度升高。在日照缺少或夜间时水温降低，装置中的异戊烷随之降温，液化后体积缩小，装置整体的密度变大，浮出水面的装置下沉至水底。

装置主体下表面设置的纵向条形板和横向条形板随着装置主体上浮和下沉过程中对稻田中的底泥进行扰动，使水和底泥之间物质交换频繁，并使底泥获得更高的溶解氧，有利于作物的生长。在装置沉在水底时横向条形板还能够起到进一步防止装置平移的作用。

综上，本实用新型装置能够随环境温度的改变发生上浮或下沉，并在上浮和下沉的过程中利用其对水的遮盖实现避免水分的蒸发，以及避免了水温过高，能够防止高温对水稻生长的影响。气温升高后水中的溶解氧含量降低，本实用新型装置在高温时对水面进行覆盖、低温时沉降到水底，因此本实用新型装置没有影响到水对溶解氧的吸收，反而由于本实用新型装置的遮盖功能使水温不会过高，因此提高了灌溉水中的溶解氧量。

附图说明

图1为实施例1中水稻节水装置的结构示意图；

图2为实施例1中水稻节水装置处于水底时的示意图；

图3为实施例1中水稻节水装置处于水面时的示意图；

图4为实施例1中多个水稻节水装置通过绳索连接的示意图；图中a为绳索，b为水稻；

图5为实施例1中水稻节水装置底面的纵向条形板3和横向条形板8的分布示意图；

图6为实施例2中水稻节水装置的结构示意图；

图7为实施例2中水稻节水装置处于水底时的示意图；

图8为实施例2中水稻节水装置处于水面时的示意图；

图9为实施例2中水稻节水装置的俯视图；

图10为实施例2中水稻节水装置底面的纵向条形板3和横向条形板8的分布示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加的清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不限定本实用新型。

实施例1：

图1为实施例1中水稻节水装置的结构示意图；图2为实施例1中水稻节水装置处于水底时的示意图；图3为实施例1中水稻节水装置处于水面时的示意图；图4为实施例1中多个水稻节水装置通过绳索连接的示意图；图中a为绳索，b为水稻；图5为实施例1中水稻节水装置底面的纵向条形板3和横向条形板8的分布示意图；结合图1～5说明本实施例：

本实施例水稻节水装置的主体为平板状，长度为1米，宽度为25cm，主体中设置有膨胀腔1，膨胀腔1的侧壁为波纹板2，厚度为2mm；膨胀腔1的高度h为1cm，波纹板2展开后的膨胀腔1的高度h变为2cm；主体上表面和下表面的厚度为5mm；膨胀腔1内填充有异戊烷；主体上表面固接有数个配重板7；

所述主体下表面固接有数个纵向条形板组和横向条形板组；纵向条形板组由4个垂直于主体下表面的纵向条形板3构成，相邻的纵向条形板3平行设置，纵向条形板3平行于主体的长度方向设置；横向条形板组由3个垂直于主体下表面的横向条形板8构成，相邻的横向条形板8平行设置，横向条形板8垂直于主体的长度方向设置；纵向条形板组和横向条形板组间隔设置。纵向条形板3和横向条形板8的材质为pvc；纵向条形板3的长度为1米；纵向条形板3的较长侧边与主体下表面固接；横向条形板8的长度为25cm，横向条形板8的较长侧边与主体下表面固接；

所述水稻节水装置的主体上表面固接有穿线环4。本实施例利用绳索系在穿线环4上，将装置通过绳索连接到一起，最后将绳索拉直并将其两端固定在系在稻田田埂的锚固杆上，绳索和穿线环4的配合使用限制了装置的移动。

所述水稻节水装置主体的上表面和下表面、膨胀腔1的侧壁、纵向条形板3和横向条形板8的材质为pvc。

所述配重板7为条形铁板，配重板7均匀分布在水稻节水装置主体上表面、且与水稻节水装置上表面固接。经过配重板的调节使所述水稻节水装置的体积密度为1.1g/cm³，能够在水中下沉。

所述膨胀腔1的容积为水稻节水装置主体的50％。所述膨胀腔1中异戊烷的添加量为膨胀腔1体积的1％。膨胀腔1内填充有体积分数为1％的异戊烷；异戊烷填充至膨胀腔1后，排出膨胀腔1中多余的空气后密封膨胀腔1。随着水温的升高，水将热量传递至异戊烷，异戊烷随之升温，异戊烷升温过程中发生汽化，汽化产生的气态戊烷体积膨胀，使膨胀腔1的波纹板侧壁展开，膨胀腔1体积增大近1倍，最终使整体的水稻节水装置密度变小，当小于水的密度时开始上浮；

本实施例选择在五常市拉林镇的水稻种植区内进行试验，试验面积为0.3公顷的水稻田；同时选取相邻的0.3公顷的水稻田作为对比例，对比例与实施例1的区别是：未采用本实施例1水稻节水装置。

在6月15日～7月15，对比例中水稻灌溉水的日均最低气温为15℃(一个月中最低温度的平均值)，日均最高气温为25℃，昼夜平均温差达到10℃；在6月15日～7月15日期间进行了30天的水温监测和灌溉水量的监测。

实施例1中，日均最低气温为15.25℃，日均最高气温为23.20℃，昼夜平均温差为7.95℃；昼夜温差变小，更有利于水稻的生长。在6月15日～7月15日期间，相对于对比例，实施例1总的灌溉用水量仅为对比例的77％，节水效果显著。

实施例2：

图6为实施例2中水稻节水装置的结构示意图；图7为实施例2中水稻节水装置处于水底时的示意图；图8为实施例2中水稻节水装置处于水面时的示意图；图9为实施例2中水稻节水装置的俯视图；图10为实施例2中水稻节水装置底面的纵向条形板3和横向条形板8的分布示意图。结合图6～10说明本实施例：

本实施例水稻节水装置与实施例1不同的是：水稻节水装置的主体上设置有贯通主体上下表面的通孔5，通孔5内设置有锚固杆6。本实施例水稻节水装置的主体为平板状，长度为3米，宽度为25cm，其他与实施例1中水稻节水装置相同。

本实施例选择与实施例1相同的植区内并且同时进行试验，试验面积为0.3公顷的水稻田；由于本实施例中水稻节水装置的长度是实施例1的3倍，遮盖效果显著，实施例2中昼夜平均温差为7.5℃；昼夜温差变的更小，更有利于水稻的生长。在6月15日～7月15日期间，相对于对比例，实施例2总的灌溉用水量仅为对比例的70％，节水效果显著。