CN104904562B - 根据冬小麦根系分布进行灌溉的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种根据冬小麦根系分布进行灌溉的方法，它是在麦田中建有立体灌溉系统，根据冬小麦生长日期、根系深度和该深度土壤的相对湿度进行分层灌溉，分层灌溉包括表层灌溉、中层灌溉和深层灌溉。本发明根据根据冬小麦生长日期、根系深度和该深度土壤的相对湿度进行分层灌溉，使农作物满足生长期水分的需求，不至于造成无效水和有害水，提高了水分的利用率。

Description

根据冬小麦根系分布进行灌溉的方法

技术领域

本发明涉及农作物灌溉技术，尤其是冬小麦灌溉技术。

背景技术

我国华北地区是冬小麦主要种植区，长期以来受气候干旱的影响，在很大程度上限制了小麦粮食高产稳产，冬小麦全生育期从播种到收获230天左右，需要总耗水量600～800mm，而全生育期的有效降水300mm以下，因此要想维持冬小麦正常年份的产量需进行灌溉400～500mm的水量。

冬小麦的水分吸收是靠根系，小麦根系的根深为:播种后至越冬前每天根扎深1cm，越冬期基本每天长0.348cm，返青后基本上每天扎深1.5cm，开花前后达到最大根深150cm；因此，根据播种后的天数可计算出根深。

目前生产上实行的灌溉方法是大水漫灌。在农物作生长初期，根系在土壤中的分布较浅，大水漫灌虽然在一定程度上解决了干旱，但同时大量水分自上而下在土壤剖面流动，导致肥料被冲刷进入土壤深层而作物根系利用不上；在作物生长后期，根系入土较深，小水灌溉而深层根系是生长发育的有效根系分布最多的地方却没有得到充足的水分，也会对作物生长发育不利。而且造成的水资源浪费和地下水位的下降。

根据研究，灌溉方式影响土壤水分在土壤剖面上的分布，而土壤水分剖面分布形成情况又影响到作物根系的分布和吸水状况，因此通过一定的灌溉方式，人为调节土壤中水分剖面的分布、以此调节根系生长和空间分布、是根系充分吸收该层次的土壤贮水、减少灌溉次数和提高水分利用率的一个有效途径。

发明内容

本发明的目的是克服现有冬小麦灌溉方式的不足，提出一种根据根系分布进行冬小麦的根层灌溉的方法。

一种根据冬小麦根系分布进行灌溉的方法，其特征在于，它是在麦田中建有立体灌溉系统，根据冬小麦生长日期、根系深度和该深度土壤的相对湿度进行分层灌溉，分层灌溉包括表层灌溉、中层灌溉和深层灌溉；

所述的立体灌溉系统，是在麦田地头布置一个总输水管，并在麦田地头每隔5米布置一个输水立管，总输水管与每个输水立管接通；输水立管自上而下依次安装有表层接头阀门、中层接头阀门和深层接头阀门；它还包括：1、在麦田布置两条喷灌带，喷灌带间隔5m，喷灌带上分布有0.5—0.6mm的喷水孔，当水分沿着管道向前运动过程中，依靠管道压力喷出水雾，两条喷灌带交替向下一喷灌麦垄移动并与下一表层接头阀门接通，实现麦田全覆盖灌溉，灌溉结束，将喷灌带收起来年再用；2、在建有输水立管的麦垄深处埋设中层管道，中层管道采用直径10-15cm、壁厚2mm以上的PVC管，PVC管上分布有2mm-3mm的出水孔，出水孔间的距离2cm；中层管道与中层接头阀门连接，灌溉水在压力作用下，向地表下40cm深度土壤渗透；3、在建有输水立管的麦垄地表下60cm处埋设深层管道，深层管道采用直径10-16cm、厚度2mm以上的内外双层套装结构的PVC管，深层管道的外层管上分布有2mm-3mm的出水孔，出水孔间的距离2cm，深层管道的内层管长度方向上分布有长5-6cm、宽2-4mm的出水缝，出水缝在长度方向上的间距6cm，外层管两端堵水封闭；内层管与深层接头阀门连接，灌溉水在压力作用下，平行、向上、向下运动，向地表下60cm深度土壤渗透和保证中层土壤相对湿度的要求；

根据分层灌溉的要求，分别打开表层接头阀门、中层接头阀门和深层接头阀门从而实现表层灌溉、中层灌溉和深层灌溉；

所述的表层灌溉适用于冬小麦返青期，当土壤中的根系0～20cm深度，土壤相对湿度低于65％时，应浇返青水，灌溉方式为喷雾法，喷雾用水量每亩50立方米；

所述的中层灌溉适用于以下情况：(1)在返青期至起身期时间段，当土壤中的根系20～30cm深度、土壤相对湿度低于45％时，灌溉水量每亩60立方米；(2)在起身至拔节期时间段，当土壤中的根系30～40cm深度时，土壤相对湿度低于55％时，应浇拔节水，灌溉水量每亩150立方米；(3)在孕穗至抽穗期时间段，当土壤中的根系40～50cm深度时，土壤相对湿度低于50％时，应浇二次水，施水量应达到20～30cm深度土壤层相对湿度为75％左右，该水量仍能保持至根系深度50cm时的开花和灌浆期；(4)在灌浆至成熟期时间段，当20～30cm深度土壤层相对湿度低于55％时，且气温低于30℃,表层土壤温度低于40℃，应再次中层灌溉，施水量补充到55％～65％相对湿度；

所述的深层灌溉适用于以下情况，在灌浆至成熟期时间段，当20～30cm深度土壤层相对湿度低于55％时，且气温超过30℃,表层土壤温度超过40℃，为防止中层灌溉引起麦田的地温更高，应进行深层灌溉，施水量补充到55％～65％相对湿度。

当具备弥雾机喷雾条件时，可采用弥雾机喷雾，替代喷灌带喷灌方式。

本发明的积极效果是，根据冬小麦生长日期、根系深度和该深度土壤的相对湿度进行分层灌溉，使农作物满足生长期水分的需求，不至于造成无效水和有害水，提高了水分的利用率；由于小麦在灌浆至成熟期时间段，水分过多反而不利于叶片制造的光合物片向籽粒的运转过程，本发明采用适量灌溉，克服了上述不足；另外在返青期的这段时间，小麦根系生长主要集中在0～20cm土壤层次中，过多的水分引起肥料随水进入地下深处，使根系被迫继续向下移动，反而限制了地上部的叶片、茎杆的生长发育，本发明采用表层灌溉，克服了上述不足，保证了小麦丰收。

附图说明

图1是本发明实施例的示意图。

图例说明，1-总输水管，2-输水立管，3-表层接头阀门，4-中层接头阀门，5-深层接头阀门，6-喷灌带，7-中层管道，8-外层管，9-内层管。

具体实施方式

下面参照图1，对本发明实施例进一步说明。

一种根据冬小麦根系分布进行灌溉的方法，它是在麦田中建有立体灌溉系统，根据冬小麦生长日期、根系深度和该深度土壤的相对湿度进行分层灌溉，分层灌溉包括表层灌溉、中层灌溉和深层灌溉；

所述的立体灌溉系统，是在麦田地头布置一个总输水管1，并在麦田地头每隔5米布置一个输水立管2，总输水管1与每个输水立管2接通；输水立管2自上而下依次安装有表层接头阀门3、中层接头阀门4和深层接头阀门5；它还包括：(1)、在麦田布置两条喷灌带6，喷灌带6间隔5m，喷灌带6上分布有0.5—0.6mm的喷水孔；当水分沿着管道向前运动过程中，依靠管道压力喷出水雾；两条喷灌带6交替向下一喷灌麦垄移动并与下一个表层接头阀门3接通，实现麦田全覆盖灌溉，灌溉结束，将喷灌带收起来年再用；(2)、在建有输水立管2的麦垄深处埋设中层管道7，中层管道7采用直径10-15cm、壁厚2mm以上的PVC管，PVC管上分布有2mm-3mm的出水孔，出水孔间的距离2cm；中层管道7与中层接头阀门4连接；灌溉水在压力作用下，向地表下40cm深度土壤渗透；(3)、在建有输水立管2的麦垄地表下60cm处埋设深层管道，深层管道采用直径10-16cm、厚度2mm以上的内外双层套装结构的PVC管，深层管道的外层管8上分布有2mm-3mm的出水孔，出水孔间的距离2cm，深层管道的内层管9长度方向上分布有长5-6cm、宽2-4mm的出水缝，出水缝在长度方向上的间距6cm，外层管8两端堵水封闭；内层管9与深层接头阀门5连接，灌溉水在压力作用下，平行、向上、向下运动，向地表下60cm深度土壤渗透和保证中层土壤相对湿度的要求；

根据分层灌溉的要求，分别打开表层接头阀门3、中层接头阀门4和深层接头阀门5从而实现表层灌溉、中层灌溉和深层灌溉。

下面以山东泰安地区为例，进一步说明表层灌溉、中层灌溉和深层灌溉的具体要求。

泰安地区的冬小麦全生育期平均为：

10.10日播种，10.17日出苗，10.25日分蘖，11.25日越冬开始，2.25日返青，3.5日起身，3.15日拔节，4.15日孕穗，4.25日抽穗，5.5日开花，5.15日灌浆，5.25日乳熟期，6.10日成熟期，6.12日收获。

1、在10月10日播种至2月25日返青期的这段时间为苗期冬季生长期，小麦根系生长主要集中在0～20cm土壤层次中，当土壤湿度低于45％，则应该灌溉表层灌溉，打开一条喷灌带6，喷完后关闭，向下一喷灌麦垄移动并与下一个表层接头阀门3接通，同时打开另一条喷灌带，如此交替进行，实现麦田全覆盖灌溉，灌溉结束，将喷灌带收起来年再用。灌溉水量每亩60立方米，灌溉深度0～20cm；由于小水喷灌，而不是漫灌，避免肥料随水进入地下深处使根系够不到养分，既节约用水，又促进了地上部中片、茎杆的生长发育。

2、当2月25日返青期至3月5日起身期，随着气温上升，冬小麦根系开展萌动生长，但下扎的速度较缓慢，当越冬水充足且冬季雨水、降雪较多情况下，土壤中的相对湿度为65％左右，不需要灌溉，冬小麦根系的最大分布密度在20～30cm，当越冬水未浇或冬季雨水少、降雪少时，为了返青起身，进行小水中层灌溉，水量每亩60立方米，灌溉后冬小麦在起身—拔节期生长加快，根系下扎速度也加快。

3、3月25日以后拔萌时，冬小麦根系最大密度分布可达30～40cm，华北地区通常所说的浇两水，其中的拔节水就指这个时期，若大水浸灌会再次对表中的肥料形成淋溶作用，所以实施中层大水灌溉，灌溉水量每亩150立方米，可对离地表20cm至下部50cm的地层达到灌溉目的。

4、4.15日至4.25日为孕穗至抽穗期，冬小麦根系生长的量达到最大，根系分布的最大密度在40～50cm位置，在前期灌溉拔节水的条件下，可不进行灌溉，若土壤层次40cm深度的相对湿度低于50％，则仍需要灌中层灌溉，也是通常的灌两水的第二水，施水量应达到20～30cm深度土壤层相对湿度为75％左右，该水量仍能保持至根系深度50cm时的开花和灌浆期；

5、5.5日至5.15日开花至灌浆期，冬小麦根系生长量达到最大值以后开始下降，根系分布的最大密度仍然在50cm左右，白天平均气温已升至28℃～30℃，夜间平均气温20℃左右，冬小麦田的土壤并不需要过多的水分，保持20～30cm层次土壤的相对湿度65％左右适宜。5.15日至6.10日为灌浆至成熟期，也并不需要过多的水分，水分过多反而不利于叶片制造的光合物片向籽粒的运转过程，适宜的土壤水分状况20～30cm层次土壤相对湿度55％～65％，正常年份不需要灌溉，即可满足冬小麦的生长发育需要；但是，如果遇到以下特殊情况需要中层灌溉或深层灌溉：

(1)当20～30cm深度土壤层相对湿度低于55％时，且气温低于30℃,表层土壤温度低于40℃，应再次中层灌溉，施水量补充到55％～65％相对湿度。

(2)当20～30cm深度土壤层相对湿度低于55％时，且气温超过30℃,表层土壤温度超过40℃，为防止中层灌溉引起麦田的地温更高，应进行深层灌溉，施水量补充到55％～65％相对湿度。

Claims (1)

1.一种根据冬小麦根系分布进行灌溉的方法，其特征在于，它是在麦田中建有立体灌溉系统，根据冬小麦生长日期、根系深度和该深度土壤的相对湿度进行分层灌溉，分层灌溉包括表层灌溉、中层灌溉和深层灌溉；

所述的立体灌溉系统，是在麦田地头布置一个总输水管，并在麦田地头每隔5米布置一个输水立管，总输水管与每个输水立管接通；输水立管自上而下依次安装有表层接头阀门、中层接头阀门和深层接头阀门；它还包括：(1)在麦田布置两条喷灌带，喷灌带间隔5m，喷灌带上分布有0.5—0.6mm的喷水孔，当水分沿着管道向前运动过程中，依靠管道压力喷出水雾，两条喷灌带交替向下一喷灌麦垄移动并与下一表层接头阀门接通，实现麦田全覆盖灌溉，灌溉结束，将喷灌带收起来年再用；(2)在建有输水立管的麦垄深处埋设中层管道，中层管道采用直径10-15cm、壁厚2mm以上的PVC管，PVC管上分布有2mm-3mm的出水孔，出水孔间的距离2cm；中层管道与中层接头阀门连接，灌溉水在压力作用下，向地表下40cm深度土壤渗透；(3)在建有输水立管的麦垄地表下60cm处埋设深层管道，深层管道采用直径10-16cm、厚度2mm以上的内外双层套装结构的PVC管，深层管道的外层管上分布有2mm-3mm的出水孔，出水孔间的距离2cm，深层管道的内层管长度方向上分布有长5-6cm、宽2-4mm的出水缝，出水缝在长度方向上的间距6cm，外层管两端堵水封闭；内层管与深层接头阀门连接，灌溉水在压力作用下，平行、向上、向下运动，向地表下60cm深度土壤渗透和保证中层土壤相对湿度的要求；

根据分层灌溉的要求，分别打开表层接头阀门、中层接头阀门和深层接头阀门从而实现表层灌溉、中层灌溉和深层灌溉；

所述的表层灌溉适用于冬小麦返青期，当土壤中的根系0～20cm深度，土壤相对湿度低于65％时，应浇返青水，灌溉方式为喷雾法，喷雾用水量每亩50立方米；

所述的中层灌溉适用于以下情况：(1)在返青期至起身期时间段，当土壤中的根系20～30cm深度、土壤相对湿度低于45％时，灌溉水量每亩60立方米；(2)在起身至拔节期时间段，当土壤中的根系30～40cm深度时，土壤相对湿度低于55％时，应浇拔节水，灌溉水量每亩150立方米；(3)在孕穗至抽穗期时间段，当土壤中的根系40～50cm深度时，土壤相对湿度低于50％时，应浇二次水，施水量应达到20～30cm深度土壤层相对湿度为75％左右，该水量仍能保持至根系深度50cm时的开花和灌浆期；(4)在灌浆至成熟期时间段，当20～30cm深度土壤层相对湿度低于55％时，且气温低于30℃,表层土壤温度低于40℃，应再次中层灌溉，施水量补充到55％～65％相对湿度；

所述的深层灌溉适用于以下情况，在灌浆至成熟期时间段，当20～30cm深度土壤层相对湿度低于55％时，且气温超过30℃,表层土壤温度超过40℃，为防止中层灌溉引起麦田的地温更高，应进行深层灌溉，施水量补充到55％～65％相对湿度。