CN104041385A

CN104041385A - 干旱和极干旱区沙土地地径1cm至4.5cm红枣树井式灌溉方法

Info

Publication number: CN104041385A
Application number: CN201410248824.0A
Authority: CN
Inventors: 李宏; 程平; 张志刚
Original assignee: XINJIANG ACADEMY OF FORESTRY SCIENCE
Current assignee: XINJIANG ACADEMY OF FORESTRY SCIENCE
Priority date: 2014-06-06
Filing date: 2014-06-06
Publication date: 2014-09-17

Abstract

本发明涉及红枣幼树节水灌溉技术领域，是一种干旱和极干旱区沙土地地径1cm至4.5cm红枣树井式灌溉方法，该方法按下述步骤进行：第一步，确定种植地径为1cm至4.5cm的红枣树的林木地土壤为干旱和极干旱区的沙土地；第二步，选择带孔竖井管，在每株红枣树侧方的地表面上打一个与带孔竖井管相配的孔，孔的位置距每株红枣树的地表直线距离为5cm至10cm，将带孔竖井管镶入孔中。本发明相对于漫灌灌溉方式节水达到85%至87%、相对于沟灌灌溉方式节水达到65%至69%、相对于常规滴灌灌溉方式节水达到28%至37%，因此本发明不仅能够有效节约水资源，解决地表积水、地表径流、滴头堵塞等相关技术难题，而且有利于红枣熟提高产量和品质，尤其是对干旱、极干旱区来说，节水效率相当客观。

Description

干旱和极干旱区沙土地地径1cm至4.5cm红枣树井式灌溉方法

技术领域

本发明涉及红枣幼树节水灌溉技术领域，是一种干旱和极干旱区沙土地地径1cm至4.5cm红枣树井式灌溉方法。

背景技术

全面实施林业发展战略，更好地发挥林业生态、经济、社会、碳汇和文化五大功能，是国家的发展战略，植树造林、绿化祖国是国家战略和公民义务与工作范畴，近期内我国每年将完成新造林600万公顷，每年将完成林木造林（栽植）900亿株以上。中国约三分之一地区属于干旱、极端干旱区，在干旱和极端干旱地区，林木需要灌溉来保障林木的正常生长发育，灌溉直接关系到林木的生存和生长和发育，另一方面中国是一个干旱缺水严重的国家，淡水资源总量为28000亿立方米，占全球水资源的6％，仅次于巴西、俄罗斯和加拿大，居世界第四位，但人均只有2200立方米，仅为世界平均水平的1／4、在世界上名列121位，是全球13个人均水资源最贫乏的国家之一。因此，水资源短缺的矛盾，对中国可持续发展战略带来了严重影响，林业节水灌溉已突显出在林业、生态建设体系中的重要地位，是提高和保障造林成效的重要措施，同时是林业和社会可持续发展的必然要求。中国是红枣的原产国，也是世界上最大的红枣生产国，近年来红枣种植面积已超过2250万亩，年总产量在4824.8万吨以上，占世界枣树种植面积和产量的60%以上，其中红枣种植面积约50%分布于干旱、极端干旱区，仅新疆环塔里木盆地种植面积超过700万亩，红枣种植由于市场稳定，价格好、效益高，且红枣是经济和生态兼用树种，所以栽培面积呈现逐年增长的趋势，红枣已成为经济林中发展面积最大的一个树种，因此进行有效的节水灌溉意义重大。红枣主要栽培土壤的代表类型是沙土，沙土也是红枣生长最适宜的土壤类型。目前地径为1-4.5cm的红枣在培育过程中灌溉通常有3种方式，漫灌方式（约占60%，在保证红枣正常生长的条件下，每亩每年需水量1800m ³ ），沟植沟灌方式（约占30%，在保证红枣正常生长的条件下，每亩每年需水量765m ³ ），地面滴灌方式（约占10%，在保证红枣正常生长的条件下，每亩每年需水量374m ³ ）。随着社会经济的发展，灌溉节水要求的提高，以及对红枣根系地下空间分布、灌溉制度、滴灌的土壤湿润模型、灌溉后地下水分的运移规律等等的大量研究，漫灌方式的面积逐年减少(水利用率很低)，地面滴灌面积逐渐增加，在灌溉的大量研究中，地下渗灌这种灌溉方式是国内外当前追求的一种最为节水的灌溉方式，国内尚没有大面积应用的地下渗灌成熟技术和配套设备，因为和地面滴灌相比较，地下渗灌不会在地表形成积水和径流，极大的降低了地表蒸发，从而降低灌溉量达到节水的效果和目的。地下渗灌的技术难点在于在地下滴头的堵塞问题很难解决，同时由于灌溉量很小，必须直接灌溉到根部，条件又要保证林木的正常生长，因此地下渗灌必须搞清楚一定径级的红枣根系地下空间分布（因为红枣的地径（大小）不同，根系的地下空间分布不同）、灌溉后的土壤湿润模型（要求湿润空间和一定径级的根系自然分布空间相吻合），是什么土壤类型（因为不同土壤类型，相同的灌溉水量其湿润空间不同，如沙土大、粘土小，保水能力不同）、灌溉间隔期（因为灌溉量小，在干旱、极端干旱区，缺水会立即影响林木正常生长，当土壤含水量降到一定数值后必须灌溉，不同的土壤类型灌溉间隔期不同，如沙土短、粘土时间长）、灌溉后地下水分的运移规律（因为不同的土壤类型，地下水分的运移规律不同，根系的地下空间分布不同，一定灌溉水量其湿润空间不同，灌溉间隔期不同）。

发明内容

本发明提供了一种干旱和极干旱区沙土地地径1cm至4.5cm红枣树井式灌溉方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决干旱和极干旱区沙土地常规漫灌、沟灌和地面滴灌灌溉方法中水分利用效率低的问题。

本发明的技术方案是通过以下措施来实现的：一种干旱和极干旱区沙土地地径1cm至4.5cm红枣树井式灌溉方法，按下述步骤进行：第一步，确定种植地径为1cm至4.5cm的红枣树的林木地土壤为干旱和极干旱区的沙土地；第二步，选择带孔竖井管，带孔竖井管包括管体，管体的内径为8cm至10cm、高为18cm至22cm，管体的下端固定有密封板，管体上间隔分布有出水孔，管体的上部有进水口，管体最上方的出水孔距管体顶部距离为3cm至6cm，出水孔的孔径为0.1cm至1cm；第三步，在每株红枣树侧方的地表面上打一个与带孔竖井管相配的孔，孔的位置距每株红枣树的地表直线距离为5cm至10cm，将带孔竖井管镶入孔中，保证带孔竖井管高出地面1cm至2cm；第四步，在该林木地中安装常规的滴灌装置，滴灌装置对应每株红枣树留一个滴头，每个滴头的出水口分别与第二步安装的带孔竖井管上端的开口相对应；第五步，进行正常的常规滴管灌溉，滴灌装置每个滴头的流量为10L/h至16L/h，滴灌滴头的水进入带孔竖井管内部，带孔竖井管内的水外渗后直接对红枣树的地下根系进行灌溉，使土壤湿润区覆盖每株红枣树的根系分布区域。

下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：

上述每次灌溉每株红枣树的灌溉量为60L至90L。

上述在全年降水量小于100mm的地区， 4月每隔7天至8天灌溉一次，5月每隔5天至6天灌溉一次，6月至8月每隔4天至5天灌溉一次，9月每隔5天至6天灌溉一次，10月每隔8天至9天灌溉一次。

上述每年停止灌溉后，将带孔竖井管取出，清理带孔竖井管上的根系，将带孔竖井管上的孔内的根系去除，保证竖井管上孔洞能够正常渗水，以便下次继续使用。

本发明相对于漫灌灌溉方式节水达到85%至87%、相对于沟灌灌溉方式节水达到65%至69%、相对于常规滴灌灌溉方式节水达到28%至37%，因此本发明不仅能够有效节约水资源，解决地表积水、地表径流、滴头堵塞等相关技术难题，而且有利于红枣熟提高产量和品质，尤其是对干旱和极干旱区来说，节水效率相当客观。

具体实施方式

本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

下面结合实施例对本发明作进一步描述：

实施例1，该干旱和极干旱区沙土地地径1cm至4.5cm红枣树井式灌溉方法，按下述步骤进行：第一步，确定种植地径为1cm至4.5cm的红枣树的林木地土壤为干旱和极干旱区的沙土地；第二步，选择带孔竖井管，带孔竖井管包括管体，管体的内径为8cm至10cm、高为18cm至22cm，管体的下端固定有密封板，管体上间隔分布有出水孔，管体的上部有进水口，管体最上方的出水孔距管体顶部距离为3cm至6cm，出水孔的孔径为0.1cm至1cm；第三步，在每株红枣树侧方的地表面上打一个与带孔竖井管相配的孔，孔的位置距每株红枣树的地表直线距离为5cm至10cm，将带孔竖井管镶入孔中，保证带孔竖井管高出地面1cm至2cm；第四步，在该林木地中安装常规的滴灌装置，滴灌装置对应每株红枣树留一个滴头，每个滴头的出水口分别与第二步安装的带孔竖井管上端的开口相对应；第五步，进行正常的常规滴管灌溉，滴灌装置每个滴头的流量为10L/h至16L/h，滴灌滴头的水进入带孔竖井管内部，带孔竖井管内的水外渗后直接对红枣树的地下根系进行灌溉，使土壤湿润区覆盖每株红枣树的根系分布区域。干旱和极干旱区全年的降水量小于100mm。

实施例2，该干旱和极干旱区沙土地地径1cm至4.5cm红枣树井式灌溉方法，按下述步骤进行：第一步，确定种植地径为1cm或4.5cm的红枣树的林木地土壤为干旱和极干旱区的沙土地；第二步，选择带孔竖井管，带孔竖井管包括管体，管体的内径为8cm或10cm、高为18cm或22cm，管体的下端固定有密封板，管体上间隔分布有出水孔，管体的上部有进水口，管体最上方的出水孔距管体顶部距离为3cm或6cm，出水孔的孔径为0.1cm或1cm；第三步，在每株红枣树侧方的地表面上打一个与带孔竖井管相配的孔，孔的位置距每株红枣树的地表直线距离为5cm或10cm，将带孔竖井管镶入孔中，保证带孔竖井管高出地面1cm或2cm；第四步，在该林木地中安装常规的滴灌装置，滴灌装置对应每株红枣树留一个滴头，每个滴头的出水口分别与第二步安装的带孔竖井管上端的开口相对应；第五步，进行正常的常规滴管灌溉，滴灌装置每个滴头的流量为10L/h或16L/h，滴灌滴头的水进入带孔竖井管内部，带孔竖井管内的水外渗后直接对红枣树的地下根系进行灌溉，使土壤湿润区覆盖每株红枣树的根系分布区域。

实施例3，作为上述实施例的优选，每次灌溉每株红枣树的灌溉量为60L至90L。该灌溉定额湿润区间能满足1cm至4.5cm红枣根系地下空间分布80%以上。

实施例4，作为上述实施例的优选，在全年降水量小于100mm的地区， 4月每隔7天至8天灌溉一次，5月每隔5天至6天灌溉一次，6月至8月每隔4天至5天灌溉一次，9月每隔5天至6天灌溉一次，10月每隔8天至9天灌溉一次。（全年降水量小于100mm的地区，即根系核心区即林木树干垂直下方40cm至60cm处的土壤含水量在达到14%至15%时开始灌溉）。根据红枣根系地下空间分布研究，确定了地径为1cm至4.5cm的红枣树根系分布的主要地下空间是：以红枣树为圆心，半径为95cm至110cm，形成的圆面积和地下垂直深度55cm至65cm的圆柱体地下空间范围内（占自然根系分布的80%至100%）。

实施例5，作为上述实施例的优选，每年停止灌溉后，将带孔竖井管取出，清理带孔竖井管上的根系，将带孔竖井管上的孔内的根系去除，保证竖井管上孔洞能够正常渗水，以便下次继续使用。

对本发明方法进行评价：

地点：新疆阿克苏地区温宿县佳木试验良种基地。

品种：灰枣。

实施地点环境条件：

试验地地处塔里木盆地北缘，距阿克苏市30km，距离乌鲁木齐市980km。地理位置（E80°32’，N41°15’），海拔1103.8m，实施林地面积为60亩，株行距2m*4m。属大陆性干旱荒漠气候，其特征是四季分配不均，降水量稀少，昼夜温差大，多大风降温天气，春季较短，时常有倒春寒现象发生，夏季炎热而干燥，降雨量年际变化大，年均降雨量63.4mm，蒸发量2856.3mm，年均气温10.1℃，极端低温-27.4℃，≥10℃积温2916.8℃至3198.6℃，年均日照时数2747.7h，无霜期185天；土壤为沙壤土，PH值8.51至9.75，有机质在0.24%至1.62%之间，土壤中厚，呈弱碱性，约为60cm。

其中采用本发明实施例6、实施例7和实施例8方法进行灌溉的试验林分别为10亩；对照林1采用漫灌方式，面积10亩；对照林2采用沟灌方式，面积10亩；对照林3采用常规地面滴灌，面积10亩；除灌溉方法和灌溉量不同外，60亩红枣园其他管理和经营条件均相同。

实施例6，该干旱和极干旱区沙土地地径1cm至4.5cm红枣树井式灌溉方法，其特征在于按下述步骤进行：第一步，确定种植地径为1cm的红枣树的林木地土壤为干旱和极干旱区的沙土地；第二步，选择带孔竖井管，带孔竖井管包括管体，管体的内径为8cm、高为18cm，管体的下端固定有密封板，管体上间隔分布有出水孔，管体的上部有进水口，管体最上方的出水孔距管体顶部距离为3cm，出水孔的孔径为0.1cm，在每株红枣树下方的地表面上打一个与带孔竖井管相配的孔，孔的位置距每株红枣树的地表直线距离为5cm，将带孔竖井管镶入孔中，保证带孔竖井管高出地面1cm；第三步，在该林木地中安装常规的滴灌装置，滴灌装置对应每株红枣树留一个滴头，每个滴头的出水口分别与第二步安装的带孔竖井管上端的开口相对应；第四步，进行正常的常规滴管灌溉，滴灌装置每个滴头的流量为10L/h，灌水时间6小时，每次灌溉每株红枣树的灌溉量为60L，滴灌滴头的水进入带孔竖井管内部，带孔竖井管内的水外渗后直接对红枣树的地下根系进行灌溉，使土壤湿润区覆盖每株红枣树的根系分布区域， 4月每隔7天灌溉一次，5月每隔5天灌溉一次，6月至8月每隔4天灌溉一次，9月每隔5天灌溉一次，10月每隔8天灌溉一次。

实施例7，该干旱和极干旱区沙土地地径1cm至4.5cm红枣树井式灌溉方法，其特征在于按下述步骤进行：第一步，确定种植地径为4.5cm的红枣树的林木地土壤为干旱和极干旱区的沙土地；第二步，选择带孔竖井管，带孔竖井管包括管体，管体的内径为10cm、高为22cm，管体的下端固定有密封板，管体上间隔分布有出水孔，管体的上部有进水口，管体最上方的出水孔距管体顶部距离为6cm，出水孔的孔径为1cm，在每株红枣树下方的地表面上打一个与带孔竖井管相配的孔，孔的位置距每株红枣树的地表直线距离为10cm，将带孔竖井管镶入孔中，保证带孔竖井管高出地面2cm；第三步，在该林木地中安装常规的滴灌装置，滴灌装置对应每株红枣树留一个滴头，每个滴头的出水口分别与第二步安装的带孔竖井管上端的开口相对应；第四步，进行正常的常规滴管灌溉，滴灌装置每个滴头的流量为16L/h，灌水时间6小时，每次灌溉每株红枣树的灌溉量为96L，滴灌滴头的水进入带孔竖井管内部，带孔竖井管内的水外渗后直接对红枣树的地下根系进行灌溉，使土壤湿润区覆盖每株红枣树的根系分布区域， 4月每隔8天灌溉一次，5月每隔6天灌溉一次，6月至8月每隔5天灌溉一次，9月每隔6天灌溉一次，10月每隔9天灌溉一次。

实施例8，该干旱和极干旱区沙土地地径1cm至4.5cm红枣树井式灌溉方法，其特征在于按下述步骤进行：第一步，确定种植地径为2.9cm的红枣树的林木地土壤为干旱和极干旱区的沙土地；第二步，选择带孔竖井管，带孔竖井管包括管体，管体的内径为10cm、高为20cm，管体的下端固定有密封板，管体上间隔分布有出水孔，管体的上部有进水口，管体最上方的出水孔距管体顶部距离为5cm，出水孔的孔径为0.5cm，在每株红枣树下方的地表面上打一个与带孔竖井管相配的孔，孔的位置距每株红枣树的地表直线距离为10cm，方向统一在树行的正南面，将带孔竖井管镶入孔中，保证带孔竖井管高出地面,1cm；第三步，在该林木地中安装常规的滴灌装置，滴灌装置对应每株红枣树留一个滴头，每个滴头的出水口分别与第二步安装的带孔竖井管上端的开口相对应；第四步，进行正常的常规滴管灌溉，滴灌装置每个滴头的流量为12L/h，灌水时间6小时，每次灌溉每株红枣树的灌溉量为72L，滴灌滴头的水进入带孔竖井管内部，带孔竖井管内的水外渗后直接对红枣树的地下根系进行灌溉，使土壤湿润区覆盖每株红枣树的根系分布区域， 4月每隔7天灌溉一次，5月每隔5天灌溉一次，6月至8月每隔4天灌溉一次，9月每隔5天灌溉一次，10月每隔8天灌溉一次。

实施例6、实施例7和实施例8全年分别灌溉42次，每亩全年灌溉总量分别为：实施例6为237立方米、实施例7为267立方米、实施例8为251立方米，滴灌灌溉设备及安装成本每亩980元，增加的塑料竖井管和安装人工费120元，带孔竖井管每个成本0.3元至0.5元，每个带孔竖井管安装人工费0.5元至1元，总体灌溉设备及安装成本每亩1100元，成本增加10%至15%；

对照林1全年灌溉6次，每亩每次灌溉300立方米，每亩全年灌溉总量1800立方米，无灌溉设备及安装成本；

对照林2全年灌溉9次，每亩每次灌溉85立方米，每亩全年灌溉总量765立方米，无灌溉设备及安装成本；

对照林3全年灌溉47次，滴头流量为16L/h，灌水时间为6h（该灌溉定额湿润区间能满足2.9cm红枣根系地下空间分布80%以上），每亩全年灌溉总量是374立方米，滴灌灌溉设备及安装成本每亩980元。

实施例6相比于对照林1每亩灌溉量减少了1563立方米、用水量是对照林1的13%、节水达到87%，相比于对照林2每亩灌溉量减少了527立方米、用水量是对照林2的31%、节水达到69%，相比于对照林3每亩灌溉量减少了137立方米、用水量是对照林3的63%、节水达到37%；

实施例7相比于对照林1每亩灌溉量减少了1533立方米、用水量是对照林1的15%、节水达到85%，相比于对照林2每亩灌溉量减少了498立方米、用水量是对照林2的35%、节水达到65%，相比于对照林3每亩灌溉量减少了107立方米、用水量是对照林3的72%、节水达到28%；

实施例8相比于对照林1每亩灌溉量减少了1549立方米、用水量是对照林1的14%、节水达到86%，相比于对照林2每亩灌溉量减少了514立方米、用水量是对照林2的33%、节水达到67%，相比于对照林3每亩灌溉量减少了123立方米、用水量是对照林3的67%、节水达到33%；

由此可以看出，根据本发明上述实施例方法，本发明方法相对于漫灌灌溉方式节水达到85%至87%、相对于沟灌灌溉方式节水达到65%至69%、相对于常规滴灌灌溉方式节水达到28%至37%；虽然本发明的方法成本有所增加，但是节水效果明显，水是非可再生资源，本发明方法能够有效节约水资源，提高水分利用率，方法简单易行，无疑是为人类造福，为有效改善生态环境做出巨大贡献。

秋季对实施例6、实施例7、实施例8、对照林1、对照林2和照林3的红枣产量、品质进行调查、测定和测产：实施例6、实施例7和实施例8的红枣单果大小比对照林1和对照林2果实大（平均长度大0.2cm，直径大0.1cm），实施例6、实施例7和实施例8与对照林3单果大小差异不显著，对照林1和对照林2单果大小差异不显著；单亩产量实施例6、实施例7和实施例8较多（分别为59kg、63kg、62kg），对照林3次之（55kg），对照林2产量第三（49kg），对照林1最低（43kg）。通过测定试验林和各对照林红枣的营养物质变化不显著。

因此本发明不仅能够有效节约水资源，解决地表积水、地表径流、滴头堵塞等相关技术难题，而且有利于红枣熟提高产量和品质。尤其是对干旱和极干旱区来说，节水效率相当客观。

以上技术特征构成了本发明的实施例，其具有较强的适应性和实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

Claims

1.一种干旱和极干旱区沙土地地径1cm至4.5cm红枣树井式灌溉方法，其特征在于按下述步骤进行：第一步，确定种植地径为1cm至4.5cm的红枣树的林木地土壤为干旱和极干旱区的沙土地；第二步，选择带孔竖井管，带孔竖井管包括管体，管体的内径为8cm至10cm、高为18cm至22cm，管体的下端固定有密封板，管体上间隔分布有出水孔，管体的上部有进水口，管体最上方的出水孔距管体顶部距离为3cm至6cm，出水孔的孔径为0.1cm至1cm；第三步，在每株红枣树侧方的地表面上打一个与带孔竖井管相配的孔，孔的位置距每株红枣树的地表直线距离为5cm至10cm，将带孔竖井管镶入孔中，保证带孔竖井管高出地面1cm至2cm；第四步，在该林木地中安装常规的滴灌装置，滴灌装置对应每株红枣树留一个滴头，每个滴头的出水口分别与第二步安装的带孔竖井管上端的开口相对应；第五步，进行正常的常规滴管灌溉，滴灌装置每个滴头的流量为10L/h至16L/h，滴灌滴头的水进入带孔竖井管内部，带孔竖井管内的水外渗后直接对红枣树的地下根系进行灌溉，使土壤湿润区覆盖每株红枣树的根系分布区域。

2.根据权利要求1所述的干旱和极干旱区沙土地地径1cm至4.5cm红枣树井式灌溉方法，其特征在于每次灌溉每株红枣树的灌溉量为60L至90L。

3.根据权利要求1或2所述的干旱和极干旱区沙土地地径1cm至4.5cm红枣树井式灌溉方法，其特征在于在全年降水量小于100mm的地区， 4月每隔7天至8天灌溉一次，5月每隔5天至6天灌溉一次，6月至8月每隔4天至5天灌溉一次，9月每隔5天至6天灌溉一次，10月每隔8天至9天灌溉一次。

4.根据权利要求1或2所述的干旱和极干旱区沙土地地径1cm至4.5cm红枣树井式灌溉方法，其特征在于每年停止灌溉后，将带孔竖井管取出，清理带孔竖井管上的根系，将带孔竖井管上的孔内的根系去除，保证竖井管上孔洞能够正常渗水，以便下次继续使用。

5.根据权利要求3所述的干旱和极干旱区沙土地地径1cm至4.5cm红枣树井式灌溉方法，其特征在于每年停止灌溉后，将带孔竖井管取出，清理带孔竖井管上的根系，将带孔竖井管上的孔内的根系去除，保证竖井管上孔洞能够正常渗水，以便下次继续使用。