CN106211897B - 一种畦田节灌水肥一体化方法 - Google Patents
一种畦田节灌水肥一体化方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106211897B CN106211897B CN201610591688.4A CN201610591688A CN106211897B CN 106211897 B CN106211897 B CN 106211897B CN 201610591688 A CN201610591688 A CN 201610591688A CN 106211897 B CN106211897 B CN 106211897B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- fertilizer
- water
- molten
- unit
- soil
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01C—PLANTING; SOWING; FERTILISING
- A01C21/00—Methods of fertilising, sowing or planting
- A01C21/007—Determining fertilization requirements
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Soil Sciences (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Fertilizers (AREA)
Abstract
本发明涉及一种畦田节灌水肥一体化方法，包括配合实施的畦田节灌方法和畦田水肥一体化方法；畦田节灌方法是根据作物在产量形成过程中对水分的需求，同时依据作物不同生育时期主要根层的土壤含水量状况及其对土壤水分亏欠的敏感程度，确定最佳畦田补灌时间的方法；畦田水肥一体化方法是依据作物产量形成过程中的养分需求规律及其与水分需求的耦合关系，在底施一部分肥料的基础上，于作物生长的关键生育时期随水追施另一部分肥料的方法；本发明实现了作物根层养分供与需在空间和数量上的耦合。
Description
技术领域
本发明属于水肥一体化技术领域，涉及一种畦田节灌水肥一体化方法，特别涉及了一种畦田节水灌溉和水肥一体化管理的技术，适于在小麦、玉米等大田作物上应用。
技术背景
我国人均水资源量约为2200m3，目前有16个省(区、市)人均水资源量(不包括过境水)低于严重缺水线，有6个省、区(宁夏、河北、山东、河南、山西、江苏)人均水资源量低于500m3。预测到2030年我国人口增至16亿时，人均水资源量将降到1750m3。特别在我国北方地区(如华北地区等)，近年来水资源数量减少趋势明显。北方缺水地区持续枯水年份的出现，以及黄河、淮河、海河与汉江同时遭遇枯水年份等不利因素的影响，进一步加剧了北方水资源供需失衡的矛盾。我国农业用水约占总用水量的70％，水资源短缺严重制约北方缺水区农业生产发展、威胁我国粮食安全，发展节水农业形势紧迫，意义重大。
研究表明，设施灌溉可有效控制灌水量，是发展节水农业的重要技术途径。然而当前我国大部分地区采用的灌溉方式仍是畦灌，在灌水量的控制上难度较大。前人通过改变畦田规格、入畦流量、畦面坡度、改水成数等提高灌溉质量，取得了较好的节水效果。但在畦灌时间和畦灌次数的设定上，受年际间降水总量和时间分布的影响很大，难以形成固定的技术规程和标准，大大制约了畦灌节水技术在生产中的应用和推广，是亟待解决的技术难题。
水肥一体化是实现节水灌溉和水肥高效管理的重要技术途径，亦能简化农事操作，大幅度减少劳动力投入，提高生产效率，近年来推广应用面积逐渐增大。然而，目前生产上应用的水肥一体化技术需要依赖于滴灌、喷灌、微喷灌等灌溉设施及相应的溶肥和注肥设备。基于畦灌的作物养分管理在农事操作上多是与灌溉分开进行的，一般需要在灌水之前开沟施肥或者人工撒施肥料。这种管理模式不仅难以保证施肥的均匀度，而且费工费力。如何针对畦灌的供水特点，在灌溉的同时随水施肥进行水肥一体化管理是亟待解决的另一个技术难题。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的缺陷和空白，提供一种畦田节灌水肥一体化方法。
一种畦田节灌水肥一体化方法，包括配合实施的畦田节灌方法和畦田水肥一体化方法；
所述的畦田节灌方法是根据作物在产量形成过程中对水分的需求，将其一生中不同阶段的需水划分为保苗水、促壮水、稳产水和增产水，同时依据作物不同生育时期主要根层的土壤含水量状况及其对土壤水分亏欠的敏感程度，确定最佳畦田补灌时间的方法。
所述的畦田水肥一体化方法是依据作物产量形成过程中的养分需求规律及其与水分需求的耦合关系，在底施一部分肥料的基础上，于作物生长的关键生育时期随水追施另一部分肥料的方法。具体步骤如下：
1、利用人工采集种植作物畦田土样并用常规方法测定作物田间地表下0-20cm土层土壤容重和持水量，分别用ρb0-20和FC0-20表示。常年种植同一种作物的地块，土壤容重和持水量的测定可以每3-5年进行一次。
2、在作物播种的同时，实施底肥分层条施，即将底施氮磷钾肥分别条施于地表以下8cm、16cm和24cm土层深处。垂直分布于上述三个不同深度土层的施肥条带为一组，相邻两组之间的间距依据作物播种行距大小确定，在播种行距大于等于30cm的作物上，相邻两组施肥条带的间距等于作物播种行距，即一组施肥条带供应一行作物，施肥条带与作物播种行彼此交错5-10cm；在播种行距小于30cm的作物上，相邻两组施肥条带的间距等于2倍的作物播种行距，即在相邻两组施肥条带之间播种两行作物。
作物全生育期施用N、P2O5、K2O的量根据已有技术确定，分别用Mn、Mp和Mk表示。底施N占作物全生育期总施N量的比例用Rn表示，一般为50％-60％；底施P2O5占作物全生育期总施P2O5量的比例用Rp表示，一般为100％；底施K2O占作物全生育期总施K2O量的比例用Rk表示，一般为60％。底施氮肥在地表以下8cm、16cm和24cm土层深处分配的比例为1:2:3或1:2:1，底施磷肥和钾肥在地表以下8cm、16cm和24cm土层深处分配的比例与氮肥相同。追施所用的氮、磷、钾肥在补灌稳产水时采用畦田水肥一体化技术施入作物田间，或者在降水过多无需补灌稳产水时于下雨前进行划沟深施或地面撒施。
3、于作物播种当日，利用便携式土壤水分测定仪采集播种田间地表下0-20cm土层土壤体积含水量，用θsv-0-20表示。
4、用公式(1)将便携式土壤水分测定仪测得的θsv-0-20换算为土壤质量含水量：
θscm-0-20＝θsv-0-20/ρb0-20 (1)
所述的公式(1)中，θscm-0-20为换算得到的作物播种当日地表下0-20cm土层的土壤质量含水量，单位为％，θsv-0-20为便携式土壤水分测定仪测得的作物播种当日地表下0-20cm土层的土壤体积含水量，单位为％；ρb0-20为所述步骤1)中人工采集土样并用常规方法测定的地表下0-20cm土层的土壤容重，单位为g/cm3。
5、用公式(2)计算出作物播种当日地表下0-20cm土层的土壤相对含水量：
θsr-0-20＝θscm-0-20×100/FC0-20 (2)
所述的公式(2)中θsr-0-20为作物播种当日地表下0-20cm土层的土壤相对含水量，单位为％；θscm-0-20为上述步骤4)换算得到的地表下0-20cm土层的土壤质量含水量，单位为％；FC0-20为所述步骤1)中人工采集土样并用常规方法测定的地表下0-20cm土层的持水量，单位为％。
6、依据作物播种当日的θsr-0-20数值的大小，判断是否需要在作物播种后补灌保苗水。
当作物播种当日的θsr-0-20值大于60％时无需补灌，小于等于60％时，则进行畦灌，补充保苗水。
7、于两性花作物幼穗分化的生长锥伸长期，或单性花作物雄穗分化的生长锥伸长期，利用便携式土壤水分测定仪采集作物田间地表下0-20cm土层土壤体积含水量，用θev-0-20表示。
8、用公式(3)将便携式土壤水分测定仪测得的θev-0-20换算为土壤质量含水量：
θecm-0-20＝θev-0-20/ρb0-20 (3)
所述的公式(3)中，θecm-0-20为换算得到的作物该生育时期地表下0-20cm土层的土壤质量含水量，单位为％，θev-0-20为便携式土壤水分测定仪测得的作物该生育时期地表下0-20cm土层的土壤体积含水量，单位为％；ρb0-20为所述步骤1)中人工采集土样并用常规方法测定的地表下0-20cm土层的土壤容重，单位为g/cm3。
9、用公式(4)计算出作物该生育时期地表下0-20cm土层的土壤相对含水量：
θer-0-20＝θecm-0-20×100/FC0-20 (4)
所述的公式(4)中θer-0-20为作物该生育时期地表下0-20cm土层的土壤相对含水量，单位为％；θecm-0-20为上述步骤4)换算得到的地表下0-20cm土层的土壤质量含水量，单位为％；FC0-20为所述步骤1)中人工采集土样并用常规方法测定的地表下0-20cm土层的持水量，单位为％。
10、依据θer-0-20数值的大小，判断是否需要在两性花作物幼穗分化的生长锥伸长期，或单性花作物雄穗分化的生长锥伸长期补灌促壮水。
当θer-0-20值大于50％时无需补灌，小于等于50％时，则进行畦灌，补充促壮水。
11、于两性花作物幼穗分化的雌雄蕊原基分化期至药隔形成期，或单性花作物雌穗分化的小花分化期，利用便携式土壤水分测定仪采集作物田间地表下0-20cm土层土壤体积含水量，用θfv-0-20表示。
12、用公式(5)将便携式土壤水分测定仪测得的θfv-0-20换算为土壤质量含水量：
θfcm-0-20＝θfv-0-20/ρb0-20 (5)
所述的公式(5)中，θfcm-0-20为换算得到的作物该生育时期地表下0-20cm土层的土壤质量含水量，单位为％，θfv-0-20为便携式土壤水分测定仪测得的作物该生育时期地表下0-20cm土层的土壤体积含水量，单位为％；ρb0-20为所述步骤1)中人工采集土样并用常规方法测定的地表下0-20cm土层的土壤容重，单位为g/cm3。
13、用公式(6)计算出作物该生育时期地表下0-20cm土层的土壤相对含水量：
θfr-0-20＝θfcm-0-20×100/FC0-20 (6)
所述的公式(6)中θfr-0-20为作物该生育时期地表下0-20cm土层的土壤相对含水量，单位为％；θfcm-0-20为上述步骤4)换算得到的地表下0-20cm土层的土壤质量含水量，单位为％；FC0-20为所述步骤1)中人工采集土样并用常规方法测定的地表下0-20cm土层的持水量，单位为％。
14、依据θfr-0-20数值的大小，判断是否需要在两性花作物幼穗分化的雌雄蕊原基分化期至药隔形成期，或单性花作物雌穗分化的小花分化期补灌稳产水。
当θfr-0-20值大于等于75％时无需补灌，小于75％时，则进行畦灌，补充稳产水。
15、在补灌稳产水时，使用便携式溶肥注肥机，将所需追施的氮肥和钾肥溶解后，在入畦口处注入到灌溉水中，使肥液随灌溉水均匀地施入田间作物根层。追施的肥料为可溶性氮肥如尿素等和可溶性钾肥如氯化钾等。所述的便携式溶肥注肥机的结构与畦灌水肥一体化的操作步骤如下：
所述的便携式溶肥注肥机，包括溶肥系统、注肥系统和蓄电池。
所述的溶肥系统，包括溶肥桶、肥料搅磨泵、输液管一、输液管二、输液管三、输液管四、三通阀一和三通阀二。
所述的溶肥桶，其上部为圆柱形桶体，顶部开口，底部为圆锥形底。在所述的圆锥形底的底部中央设有出液口。所述的溶肥桶出液口与输液管一的进液端连接，输液管一的出液端与三通阀一的进液口连接，三通阀一的出液口一与输液管二的进液端连接，输液管二的出液端与肥料搅磨泵的进液口连接，肥料搅磨泵的出液口与输液管三的进液端连接，输液管三的出液端与三通阀二的进液口连接，三通阀二的出液口一与输液管四的进液端连接，输液管四的出液端位于溶肥桶顶部开口的正上方。
所述的注肥系统，包括抽拉式可伸缩注肥器、节流阀、转子流量计、溢流阀、压力表、输液管五、输液管六、输液管七、输液管八、三通阀三。
所述的抽拉式可伸缩注肥器为T型三通管结构，包括横管和纵管。所述的横管由5节套管组成，其中间的套管位于最外层，也称为外层套管，在该外层套管的两端各可活动的套接一个中层套管，每个中层套管朝外的一端均可活动的套接一个内层套管，内层套管远离中层套管的外侧端封闭。横管的长度可调，将中层套管由外层套管中抽出一部分或将内层套管由中层套管中抽出一部分均可以增加横管的长度，反之，则可以缩短横管的长度。内层套管的外壁与中层套管的内壁耦合，中层套管的外壁与外层套管的内壁耦合，避免在抽送过程中漏水。所述的纵管与横管垂直，纵管的上端与外层套管下侧面的中部连通，纵管的下端与输液管五的出液端连接。所述的外层套管的上侧面中部，即外层套管与纵管连接面的对面，平行钻有两排注肥孔，两排注肥孔之间的间距为1-3cm，同一排相邻两个注肥孔之间的间距为5-10cm，两排注肥孔左右彼此交错2.5-5cm，注肥孔的孔径为1-2mm。
所述的输液管五的进液端与节流阀的出液端连接，节流阀的进液端与转子流量计的出液端连接，转子流量计的进液端与溢流阀阀座的出液端连接，溢流阀阀座的进液端与输液管六的出液端连接，压力表安装在溢流阀座的压力孔上。所述的输液管六的进液端与三通阀三的出液口连接，三通阀三的进液口一与输液管七的出液端连接，输液管七的进液端与三通阀一的出液口二连接。三通阀三的进液口二与输液管八的出液端连接，输液管八的进液端与三通阀二的出液口二连接。
所述的蓄电池与电源开关连接，电源开关与肥料搅磨泵的电机连接。
使用便携式溶肥注肥机进行畦灌水肥一体化的操作步骤如下：
15.1、将便携式溶肥注肥机安置于拟施肥畦田地头的平坦地面上，抽拉式可伸缩注肥器放置于畦田的灌溉水入畦口内侧。注肥器横管的长度可调，将中层套管由外层套管中抽出一部分或将内层套管由中层套管中抽出一部分均可以增加横管的长度，反之，则可以缩短横管的长度。根据畦宽和灌溉水入畦口宽度的大小调节注肥器横管的长度，注肥器横管的长度为灌溉水入畦口宽度的1-2倍为宜。
15.2、打开畦灌水肥一体化辅助决策系统APP手机软件，通过人机界面依次输入以下参数：作物全生育期施N量Mn、底施N量占全生育期施N量的比例Rn、全生育期施K2O量Mk、底施K2O量占全生育期施K2O量的比例Rk、所使用氮肥的含N量Cfn，所使用氮肥在常温条件下的溶解度Sn、所使用钾肥的含K2O量Cfk，所使用钾肥在常温条件下的溶解度Sk、便携式溶肥注肥机溶肥桶的最大加水量Vbucket，计算出单次溶肥最大氮肥加入量Mtfn-b和最大钾肥加入量Mtfk-b。最大加水量由溶肥桶的最大容积和溶肥作业质量要求决定的，一般为溶肥桶最大容积的85％-90％。
15.3、使用激光尺测量并记录拟施肥畦田的畦长Lb和畦宽Wb。继续通过畦灌水肥一体化辅助决策系统的人机界面依次输入拟施肥畦田的畦长Lb和畦宽Wb，计算出拟施肥畦田需注入肥液的体积Vtf、受溶肥桶最大加水量Vbucket限制所需的溶肥次数n，及单次溶肥推荐加水量Vr、推荐氮肥加入量Mtfn-c和推荐钾肥加入量Mtfk-c。
15.4、按照畦灌水肥一体化辅助决策系统提供的单次溶肥推荐加水量Vr、推荐氮肥加入量Mtfn-c和推荐钾肥加入量Mtfk-c数据，将所需的肥料和清水准确计量后倒入溶肥桶，进行首次溶肥。当拟施肥畦田所需的溶肥次数n＞1时，待溶肥桶中的肥液全部注完后立即进行后续的溶肥和注肥，直至达到额定的溶肥次数。
15.5、依次调节便携式溶肥注肥机的三通阀一和三通阀二，使输液管一与输液管二联通，输液管三与输液管四联通。
15.6、启动肥料搅磨泵开关，让肥料搅磨泵对溶肥桶中的水肥进行循环多次的研磨搅打。待肥料完全溶解后，关闭肥料搅磨泵。
15.7、打开入畦口，使灌溉水进入畦田，同时使用定时器和激光尺测量并记录灌溉水水头在畦田内移动20m所需要的时间T20。
15.8、继续通过畦灌水肥一体化辅助决策系统的人机界面依次输入拟施肥畦田畦灌的改水成数CF、灌溉水水头在拟施肥畦田内移动20m所需要的时间T20，计算出按拟施肥畦田设定的畦灌改水成数停止灌溉时灌溉水水头距离入畦口的长度Li及拟施肥畦田适宜的注肥流量Ftf。
15.9、当灌溉水水头移动至距离入畦口25m远处时，依次调节便携式溶肥注肥机的三通阀一和三通阀三，使输液管一与输液管七联通，输液管七与输液管六联通，开始注肥。同时调节节流阀使注肥流量达到畦灌水肥一体化辅助决策系统推荐的注肥流量Ftf。
15.10、按照畦灌水肥一体化辅助决策系统计算出的停止灌溉标准，即Li值，当灌溉水水头移动至距离入畦口Li远处时，调节便携式溶肥注肥机的三通阀一，使输液管一与输液管七断开，停止注肥，同时将抽拉式可伸缩注肥器收回，封闭入畦口，停止灌溉。
所述的畦灌水肥一体化辅助决策系统APP手机软件可根据现有技术编程，并提供以下计算和决策：
15.10.1、可以通过人机界面依次输入以下参数：作物全生育期施N量Mn、底施N量占全生育期施N量的比例Rn、全生育期施K2O量Mk、底施K2O量占全生育期施K2O量的比例Rk、所使用氮肥的含N量Cfn，所使用氮肥在常温条件下的溶解度Sn、所使用钾肥的含K2O量Cfk，所使用钾肥在常温条件下的溶解度Sk、便携式溶肥注肥机溶肥桶的最大加水量Vbucket、拟施肥畦田的畦长Lb、拟施肥畦田的畦宽Wb、拟施肥畦田畦灌的改水成数CF、灌溉水水头在拟施肥畦田内移动20m所需要的时间T20。
15.10.2、用公式(7)计算出畦田单位面积需追施氮肥量
Mtfn-a＝Mn×(1-Rn)/Ctfn (7)
所述的公式(7)中，Mtfn-a为畦田单位面积需追施氮肥量，单位为kg/hm2；Mn为作物全生育期施N量，单位为kg/hm2；Rn为底施N量占全生育期施N量的比例，单位为％；Ctfn为所使用氮肥的含N量，单位为％。
15.10.3、用公式(8)计算出畦田单位面积需追施钾肥量
Mtfk-a＝Mk×(1-Rk)/Ctfk (8)
所述的公式(8)中，Mtfk-a为畦田单位面积需追施钾肥量，单位为kg/hm2；Mk为作物全生育期施K2O量，单位为kg/hm2；Rk为底施K2O量占全生育期施K2O量的比例，单位为％；Ctfk为所使用钾肥的含K2O量，单位为％。
15.10.4、用公式(9)计算出追施钾肥与追施氮肥的重量比值
Rk:n＝Mtfk-a/Mtfn-a (9)
所述的公式(9)中，Rk:n为追施钾肥与追施氮肥的重量比；Mtfk-a为畦田单位面积需追施钾肥量，单位为kg/hm2；Mtfn-a为畦田单位面积需追施氮肥量，单位为kg/hm2。
15.10.5、用公式(10)计算出所使用钾肥在常温条件下的溶解度与所使用氮肥在常温条件下的溶解度的比值
RS-k:n＝Sk/Sn (10)
所述的公式(10)中，RS-k:n为所使用钾肥在常温条件下的溶解度与所使用氮肥在常温条件下的溶解度的比值；Sk为所使用钾肥在常温条件下的溶解度，单位为kg/L；Sn为所使用氮肥在常温条件下的溶解度，单位为kg/L。
15.10.6、依据RS-k:n值的大小，确定单次溶肥在最大加水量Vbucket条件下的最大氮肥加入量和最大钾肥加入量，并依次计算出拟施肥畦田需注入肥液的体积Vtf、受溶肥桶最大加水量Vbucket限制所需的溶肥次数n，及单次溶肥推荐加水量Vr、推荐氮肥加入量Mtfn-c和推荐钾肥加入量Mtfk-c。
15.10.6.1、当Rk:n≤1，且RS-k:n≤Rk:n，或Rk:n≥1，且RS-k:n≥Rk:n时，用公式(11)计算出单次溶肥最大钾肥加入量：
Mtfk-b＝0.8×Sk×Vbucket (11)
所述的公式(11)中，Mtfk-b为单次溶肥最大钾肥加入量，单位为kg；Sk为所使用钾肥在常温条件下的溶解度，单位为kg/L；Vbucket为单次溶肥的最大加水量，单位为L。
用公式(12)计算出单次溶肥最大氮肥加入量：
Mtfn-b＝Mtfk-b/Rk:n (12)
所述的公式(12)中，Mtfn-b为单次溶肥最大氮肥加入量，单位为kg；Mtfk-b为单次溶肥最大钾肥加入量，单位为kg；Rk:n为追施钾肥与追施氮肥的重量比。
用公式(13)计算出拟施肥畦田需注入肥液的体积：
Vtf＝Mtfk-a×(Lb×Wb)/(0.8×Sk×10000) (13)
所述的公式(13)中，Vtf为拟施肥畦田需注入肥液的体积，单位为L；Mtfk-a为拟施肥畦田单位面积需追施钾肥量，单位为kg/hm2；Lb为拟施肥畦田的畦长，单位为m；Wb为拟施肥畦田的畦宽，单位为m；Sk为所使用钾肥在常温条件下的溶解度，单位为kg/L。
当Vtf≤Vbucket时，拟施肥畦田所需的溶肥次数n＝1，单次溶肥推荐加水量Vr＝Vtf。
用公式(14)计算出单次溶肥推荐钾肥加入量：
Mtfk-c＝Vr×(0.8×Sk) (14)
所述的公式(14)中，Mtfk-c为单次溶肥推荐钾肥加入量，单位为kg；Vr为单次溶肥推荐加水量，单位为L；Sk为所使用钾肥在常温条件下的溶解度，单位为kg/L。
用公式(15)计算出单次溶肥推荐氮肥加入量：
Mtfn-c＝Mtfk-c/Rk:n (15)
所述的公式(15)中，Mtfn-c为单次溶肥推荐氮肥加入量，单位为kg；Mtfk-c为单次溶肥推荐钾肥加入量，单位为kg；Rk:n为追施钾肥与追施氮肥的重量比。
当Vtf＞Vbucket时，用公式(16)计算出拟施肥畦田需注入肥液的体积与单次溶肥的最大加水量的体积比值：
Rv:v＝Vtf/Vbucket (16)
所述的公式(16)中，Rv:v为拟施肥畦田需注入肥液的体积与单次溶肥的最大加水量的体积比值；Vtf为拟施肥畦田需注入肥液的体积，单位为L；Vbucket为单次溶肥的最大加水量，单位为L。
如果Rv:v为整数，则拟施肥畦田所需的溶肥次数n＝Rv:v；如果Rv:v为非整数，则拟施肥畦田所需的溶肥次数n为Rv:v的整数部分+1。
用公式(17)计算出单次溶肥推荐加水量：
Vr＝Vtf/n (17)
所述的公式(17)中，Vr为单次溶肥推荐加水量，单位为L；Vtf为拟施肥畦田需注入肥液的体积，单位为L；n为拟施肥畦田所需的溶肥次数。
用公式(18)计算出单次溶肥推荐钾肥加入量：
Mtfk-c＝Vr×(0.8×Sk) (18)
所述的公式(18)中，Mtfk-c为单次溶肥推荐钾肥加入量，单位为kg；Vr为单次溶肥推荐加水量，单位为L；Sk为所使用钾肥在常温条件下的溶解度，单位为kg/L。
用公式(19)计算出单次溶肥推荐氮肥加入量：
Mtfn-c＝Mtfk-c/Rk:n (19)
所述的公式(19)中，Mtfn-c为单次溶肥推荐氮肥加入量，单位为kg；Mtfk-c为单次溶肥推荐钾肥加入量，单位为kg；Rk:n为追施钾肥与追施氮肥的重量比。
15.10.6.2、当Rk:n≤1，且RS-k:n＞Rk:n，或Rk:n≥1，且RS-k:n＜Rk:n时，用公式(20)计算出单次溶肥最大氮肥加入量：
Mtfn-b＝0.8×Sn×Vbucket (20)
所述的公式(20)中，Mtfn-b为单次溶肥最大氮肥加入量，单位为kg；Sn为所使用氮肥在常温条件下的溶解度，单位为kg/L；Vbucket为单次溶肥最大加水量，单位为L。
用公式(21)计算出单次溶肥最大钾肥加入量：
Mtfk-b＝Mtfn-b×Rk:n (21)
所述的公式(21)中，Mtfk-b为单次溶肥最大钾肥加入量，单位为kg；Mtfn-b为单次溶肥最大氮肥加入量，单位为kg；Rk:n为追施钾肥与追施氮肥的重量比。
用公式(22)计算出拟施肥畦田需注入肥液的体积：
Vtf＝Mtfn-a×(Lb×Wb)/(0.8×Sn×10000) (22)
所述的公式(22)中，Vtf为拟施肥畦田需注入肥液的体积，单位为L；Mtfn-a为单位面积需追施氮肥量，单位为kg/hm2；Lb为拟施肥畦田的畦长，单位为m；Wb为拟施肥畦田的畦宽，单位为m；Sn为所使用氮肥在常温条件下的溶解度，单位为kg/L。
当Vtf≤Vbucket时，拟施肥畦田所需的溶肥次数n＝1，单次溶肥推荐加水量Vr＝Vtf。
用公式(23)计算出单次溶肥推荐氮肥加入量：
Mtfn-c＝Vr×(0.8×Sn) (23)
所述的公式(23)中，Mtfn-c为单次溶肥推荐氮肥加入量，单位为kg；Vr为单次溶肥推荐加水量，单位为L；Sn为所使用氮肥在常温条件下的溶解度，单位为kg/L。
用公式(24)计算出单次溶肥推荐钾肥加入量：
Mtfk-c＝Mtfn-c×Rk:n (24)
所述的公式(24)中，Mtfk-c为单次溶肥推荐钾肥加入量，单位为kg；Mtfn-c为单次溶肥推荐氮肥加入量，单位为kg；Rk:n为追施钾肥与追施氮肥的重量比。
当Vtf＞Vbucket时，用上述公式(16)计算出拟施肥畦田需注入肥液的体积与单次溶肥的最大加水量的体积比值：
Rv:v＝Vtf/Vbucket (16)
所述的公式(16)中，Rv:v为拟施肥畦田需注入肥液的体积与单次溶肥的最大加水量的体积比值；Vtf为拟施肥畦田需注入肥液的体积，单位为L；Vbucket为单次溶肥的最大加水量，单位为L。
如果Rv:v为整数，则拟施肥畦田所需的溶肥次数n＝Rv:v；如果Rv:v为非整数，则拟施肥畦田所需的溶肥次数n为Rv:v的整数部分+1。
用公式(17)计算出单次溶肥推荐加水量：
Vr＝Vtf/n (17)
所述的公式(17)中，Vr为单次溶肥推荐加水量，单位为L；Vtf为拟施肥畦田需注入肥液的体积，单位为L；n为拟施肥畦田所需的溶肥次数。
用公式(25)计算出单次溶肥推荐氮肥加入量：
Mtfn-c＝Vr×(0.8×Sn) (25)
所述的公式(25)中，Mtfn-c为单次溶肥推荐氮肥加入量，单位为kg；Vr为单次溶肥推荐加水量，单位为L；Sn为所使用氮肥在常温条件下的溶解度，单位为kg/L。
用上述公式(24)计算出单次溶肥推荐钾肥加入量：
Mtfk-c＝Mtfn-c×Rk:n (24)
所述的公式(24)中，Mtfk-c为单次溶肥推荐钾肥加入量，单位为kg；Mtfn-c为单次溶肥推荐氮肥加入量，单位为kg；Rk:n为追施钾肥与追施氮肥的重量比。
15.10.7、用公式(26)计算出灌溉水水头在拟施肥畦田内移动的速度：
SVi＝20/T20 (26)
所述的公式(26)中，SVi为灌溉水水头在拟施肥畦田内移动的速度，单位为m/hr；20为拟施肥畦田的测速距离，单位为m；T20为灌溉水水头在拟施肥畦田内移动20m所需要的时间。
15.10.8、用公式(27)计算出按拟施肥畦田设定的畦灌改水成数停止灌溉时，灌溉水水头距离入畦口的长度：
Li＝CF×Lb (27)
所述的公式(27)中，Li为按拟施肥畦田设定的畦灌改水成数停止灌溉时，灌溉水水头距离入畦口的长度，单位为m；CF为拟施肥畦田设定的畦灌改水成数，单位为％；Lb为拟施肥畦田的畦长，单位为m。
15.10.9、用公式(28)计算出拟施肥畦田适宜的注肥流量：
Ftf＝Vtf×SVi/(Li－25) (28)
所述的公式(28)中，Ftf为拟施肥畦田适宜的注肥流量，单位为L/hr；Vtf为拟施肥畦田需注入肥液的体积，单位为L；SVi为灌溉水水头在拟施肥畦田内移动的速度，单位为m/hr；Li为按拟施肥畦田设定的畦灌改水成数停止灌溉时，灌溉水水头距离入畦口的长度，单位为m；25为开始注肥时灌溉水水头距离入畦口的长度，单位为m。
16、于作物子粒形成期，利用便携式土壤水分测定仪采集作物田间地表下0-20cm土层土壤体积含水量，用θgv-0-20表示。
17、用公式(29)将便携式土壤水分测定仪测得的θgv-0-20换算为土壤质量含水量：
θgcm-0-20＝θgv-0-20/ρb0-20 (29)
所述的公式(29)中，θgcm-0-20为换算得到的作物该生育时期地表下0-20cm土层的土壤质量含水量，单位为％，θgv-0-20为便携式土壤水分测定仪测得作物该生育时期地表下0-20cm土层的土壤体积含水量，单位为％；ρb0-20为上述步骤1)人工采集土样并用常规方法测定的地表下0-20cm土层的土壤容重，单位为g/cm3。
18、用公式(30)计算出作物该生育时期地表下0-20cm土层的土壤相对含水量：
θgr-0-20＝θgcm-0-20×100/FC0-20 (30)
所述的公式(30)中θgr-0-20为作物该生育时期地表下0-20cm土层的土壤相对含水量，单位为％；θgcm-0-20为上述步骤4)换算得到的地表下0-20cm土层的土壤质量含水量，单位为％；FC0-20为上述步骤1)人工采集土样并用常规方法测定的地表下0-20cm土层的持水量，单位为％。
19、依据稳产水的补灌情况和θgr-0-20数值的大小，判断是否需要在子粒形成期补灌增产水。
如果前期已补灌稳产水，当θgr-0-20值大于等于60％时无需补灌，小于60％时，则进行畦灌。
如果前期没有补灌稳产水，当θgr-0-20值大于等于65％时无需补灌，小于65％时，则进行畦灌。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明根据作物在产量形成过程中对水分的需求，将其一生中不同阶段的需水划分为保苗水、促壮水、稳产水和增产水，同时依据作物不同生育时期主要根层的土壤含水量状况及其对土壤水分亏欠的敏感程度，确定畦田补灌标准，显著减少灌水次数。与传统技术相比，全生育期可减少2次灌水，每公顷节约灌溉水2091立方米。
2、本发明依据作物吸肥规律和根系随生育进程在土壤中的分布特点，通过底肥按比例分层条施的方法，在供肥空间和数量上与作物各生育阶段根系的主要分布区域和养分吸收数量相匹配，实现了作物根层养分供与需在空间和数量上的耦合。
3、本发明针对畦灌的供水特点，创新了适用于畦灌水肥一体化的便携式溶肥注肥机及水肥一体化管理方法，并编制了畦灌水肥一体化辅助决策系统APP手机软件，开辟了畦灌水肥管理的新途径。
4、本发明创新的便携式溶肥注肥机，兼具溶肥和注肥两项功能，而且所设计的注肥器可以通过抽拉伸缩改变长度，适应生产中不同的畦宽条件，使注出的肥液与灌溉水充分混合，结合本发明特有的畦灌水肥一体化管理方法，可确保精量均匀施肥。
5、本发明创新的便携式溶肥注肥机将肥液注入灌溉水所使用的动力有两种选择，一种是依靠重力，溶肥桶中的肥液在重力的作用下依次经过输液管一、三通阀一、输液管七、三通阀三、输液管六、溢流阀阀座、转子流量计、节流阀、输液管五，进入抽拉式可伸缩注肥器，再由注肥孔流出，进入灌溉水。这种设计与电动注肥设备相比，显著减少耗电量，节省能源。另一种是依靠肥料搅磨泵的驱动作用，使溶肥桶中的肥液依次经过输液管一、三通阀一、输液管二、肥料搅磨泵、输液管三、三通阀二、输液管八、三通阀三、输液管六、溢流阀阀座、转子流量计、节流阀、输液管五，进入抽拉式可伸缩注肥器，再由注肥孔流出，进入灌溉水。这种方式可以在用户需要时大大加快注肥的速度。
4、本发明不仅能大量节约灌溉用水，而且可显著减少肥料投入，并保持作物较高的产量水平，与传统水肥管理技术相比，平均每公顷减少氮磷钾素总投入量90公斤以上，增产182.3公斤，经济、社会和生态效益显著，具有广阔的推广应用前景。
附图说明
图1是本发明便携式溶肥注肥机示意图。
图中：1为溶肥桶，2为肥料搅磨泵，3为输液管一，4为输液管二，5为三通阀一，6为输液管七，7为三通阀三，8为输液管六，9为溢流阀，10为压力表，11为转子流量计，12为节流阀，13为输液管五，14为抽拉式可伸缩注肥器，15为输液管八，16为三通阀二，17为输液管三，18为输液管四，19为蓄电池
具体实施方式：
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行说明。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后，可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但是只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
试验在山东省岱岳区道朗镇玄庄村粉壤土地块上进行。试验田0-100cm土层土壤粘粒、砂粒和粉粒含量分别为20.1％、19.1％、60.8％。0-20cm土层土壤含有机质14.23g/kg、全氮0.72g/kg，含碱解氮、速效磷、速效钾分别为94.33、42.84和112.77mg/kg。
选用冬小麦品种济麦22，于2014年10月6日播种，2015年6月12日收获。肥料选用含氮量46％的普通尿素、重过磷酸钙和氯化钾。按照冬小麦根层水肥供需时空耦合调控技术的步骤操作如下：
1、利用人工采集土样并用常规方法测定作物田间地表下0-20cm土层土壤容重ρb0-20＝1.41g/cm3，持水量FC0-20＝28.90％。本试验田常年采用的种植模式是小麦-玉米复种连作模式，所以土壤容重和持水量的测定可以每3-5年进行一次。
2、在冬小麦播种的同时，实施底肥分层条施，即将底施氮磷钾肥分别条施于地表以下8cm、16cm和24cm深处。三个垂直分布于上述三个不同深度土层的施肥条带为一组，相邻两组之间的间距为46cm，等于2倍的冬小麦播种行距，即在相邻两组分层施肥条带之间播种两行冬小麦。本发明实施例冬小麦播种期按比例条施于各土层土壤中的氮磷钾素量如表1所示。
表1本发明实施例2冬小麦播种期按比例条施于各土层土壤中的氮磷钾素量列表
3、于冬小麦播种当日，使用北京盟创伟业科技有限公司生产的SU-LA型高智能土壤水分测试仪测得播种田间地表下0-20cm土层土壤体积含水量θsv-0-20＝27.2％。
4、用公式(1)将便携式土壤水分测定仪测得的θsv-0-20换算为土壤质量含水量：
θscm-0-20＝θsv-0-20/ρb0-20＝27.2/1.41＝19.29％。
5、用公式(2)计算出冬小麦播种当日地表下0-20cm土层的土壤相对含水量：
θsr-0-20＝θscm-0-20×100/FC0-20＝19.29×100/28.90＝66.8％。
6、依据冬小麦播种当日的θsr-0-20数值的大小，判断是否需要在冬小麦播种后补灌保苗水。
由于本实施例的θsr-0-20＝66.8％＞60％，所以无需补灌保苗水。
7、于冬小麦幼穗分化的生长锥伸长期，使用北京盟创伟业科技有限公司生产的SU-LA型高智能土壤水分测试仪测得播种田间地表下0-20cm土层土壤体积含水量θev-0-20＝29.8％。
8、用公式(3)将土壤水分测试仪测得的θev-0-20换算为土壤质量含水量：
θecm-0-20＝θev-0-20/ρb0-20＝29.8/1.41＝21.1％。
9、用公式(4)计算出冬小麦幼穗分化的生长锥伸长期地表下0-20cm土层的土壤相对含水量：
θer-0-20＝θecm-0-20×100/FC0-20＝21.1×100/28.90＝73.1％。
10、依据θer-0-20数值的大小，判断是否需要于冬小麦幼穗分化的生长锥伸长期补灌促壮水。
由于本实施例的θsr-0-20＝73.1％＞50％，所以无需补灌促壮水。
11、于冬小麦幼穗分化的雌雄蕊原基分化期，使用北京盟创伟业科技有限公司生产的SU-LA型高智能土壤水分测试仪测得播种田间地表下0-20cm土层土壤体积含水量θfv-0-20＝20.4％。
12、用公式(5)将土壤水分测试仪测得的θfv-0-20换算为土壤质量含水量：
θfcm-0-20＝θfv-0-20/ρb0-20＝20.4/1.41＝14.5％。
13、用公式(6)计算出冬小麦幼穗分化的雌雄蕊原基分化期地表下0-20cm土层的土壤相对含水量：
θfr-0-20＝θfcm-0-20×100/FC0-20＝14.5×100/28.90＝50.2％。
14、依据θfr-0-20数值的大小，判断是否需要于冬小麦幼穗分化的雌雄蕊原基分化期补灌稳产水。
由于本实施例的θfr-0-20＝50.2％＜75％，则需要在该时期进行畦灌，补充稳产水。
15、在补灌稳产水时，使用便携式溶肥注肥机，将所需追施的氮肥和钾肥溶解后，在入畦口处注入到灌溉水中，使肥液随灌溉水均匀地施入田间作物根层。本实施例以尿素作氮肥，以氯化钾作钾肥。所述的便携式溶肥注肥机的结构与畦灌水肥一体化的操作步骤如下：
如附图1所示，所述的便携式溶肥注肥机，包括溶肥系统、注肥系统和蓄电池。
所述的溶肥系统，包括溶肥桶1、肥料搅磨泵2、输液管一3、输液管二4、输液管三17、输液管四18、三通阀一5和三通阀二16。
所述的溶肥桶1，其上部为圆柱形桶体，顶部开口，底部为圆锥形底。在所述的圆锥形底的底部中央设有出液口。所述的溶肥桶出液口与输液管一3的进液端连接，输液管一的出液端与三通阀一5的进液口连接，三通阀一的出液口一与输液管二4的进液端连接，输液管二的出液端与肥料搅磨泵2的进液口连接，肥料搅磨泵的出液口与输液管三17的进液端连接，输液管三的出液端与三通阀二16的进液口连接，三通阀二的出液口一与输液管四18的进液端连接，输液管四的出液端位于溶肥桶顶部开口的正上方。
所述的注肥系统，包括抽拉式可伸缩注肥器14、节流阀12、转子流量计11、溢流阀9、压力表10、输液管五13、输液管六8、输液管七6、输液管八15、三通阀三7。
所述的抽拉式可伸缩注肥器14为T型三通管结构，包括横管和纵管；所述的横管由五节套管组成，其中间的套管位于最外层，也称为外层套管，在该外层套管的两端各可活动的套接一个中层套管，每个中层套管朝外的一端均可活动的套接一个内层套管。内层套管的外壁与中层套管的内壁耦合，中层套管的外壁与外层套管的内壁耦合，避免在抽送过程中漏水；所述的纵管与横管垂直，纵管的一端在外层套管的中部与外层套管连通，另一端与输液管五13的出液端连接；所述的外层套管、中层套管和内层套管的上侧面中部，即外层套管与纵管连接面的对面，钻有两排注肥孔，两排注肥孔之间的间距为1-3cm，同一排相邻两个注肥孔之间的间距为5-10cm，两排注肥孔彼此交错2.5-5cm，注肥孔的孔径为1-2mm。
所述的输液管五13的进液端与节流阀12的出液端连接，节流阀的进液端与转子流量计11的出液端连接，转子流量计的进液端与溢流阀9阀座的出液端连接，溢流阀阀座的进液端与输液管六8的出液端连接，压力表10安装在溢流阀座的压力孔上。所述的输液管六的进液端与三通阀三7的出液口连接，三通阀三的进液口一与输液管七6的出液端连接，输液管七的进液端与三通阀一5的出液口二连接。三通阀三的进液口二与输液管八15的出液端连接，输液管八的进液端与三通阀二的出液口二连接。
所述的蓄电池19与电源开关连接，电源开关与肥料搅磨泵2的电机连接。
本实施例采用了山东农业大学和山东东禾农业科技有限公司合作生产的肥料搅磨泵、杭州米科转子流量计、泰安丰源节流阀、泰安丰源溢流阀、上海华新压力表、泰安丰源三通阀和上海风帆蓄电池。本发明中所使用部件如无特殊说明结构构成，均可市购得到。
使用便携式溶肥注肥机进行畦灌水肥一体化的操作步骤如下：
15.1、将便携式溶肥注肥机安置于拟施肥畦田地头的平坦地面上，抽拉式可伸缩注肥器放置于畦田的灌溉水入畦口内侧，并根据畦宽和灌溉水入畦口宽度的大小调节注肥器的伸缩长度，本实施例中注肥器横管的长度调为80cm，是灌溉水入畦口宽度的2倍。
15.2、打开畦灌水肥一体化辅助决策系统APP手机软件，通过人机界面依次输入以下参数：作物全生育期施N量Mn＝240kg/hm2，底施N量占全生育期施N量的比例Rn＝50％、全生育期施K2O量Mk＝120kg/hm2、底施K2O量占全生育期施K2O量的比例Rk＝60％、所使用氮肥尿素的含N量Cfn＝46％，所使用氮肥尿素在常温条件下的溶解度Sn＝1.05kg/L、所使用钾肥氯化钾的含K2O量Cfk＝60％，所使用钾肥氯化钾在常温条件下的溶解度Sk＝0.342kg/L、便携式溶肥注肥机溶肥桶的最大加水量Vbucket＝7L，计算出单次溶肥最大氮肥加入量Mtfn-b＝5.88kg和最大钾肥加入量Mtfk-b＝1.82kg。
15.3、使用激光尺测量并记录拟施肥畦田的畦长Lb＝75m和畦宽Wb＝2m。继续通过畦灌水肥一体化辅助决策系统的人机界面依次输入拟施肥畦田的畦长Lb＝75m和畦宽Wb＝2m，计算出拟施肥畦田需注入肥液的体积Vtf＝4.7L、所需的溶肥次数n＝1，单次溶肥推荐加水量Vr＝4.7L、推荐氮肥加入量Mtfn-c＝3.9kg和推荐钾肥加入量Mtfk-c＝1.2kg。
15.4、由于本实施例拟施肥畦田所需的溶肥次数n＝1，按照畦灌水肥一体化辅助决策系统提供的单次溶肥推荐加水量Vr、推荐氮肥加入量Mtfn-c和推荐钾肥加入量Mtfk-c数据，准确称取3.9kg尿素和1.2kg氯化钾倒入溶肥桶，再准确向溶肥桶注入清水4.7L，进行溶肥。
15.5、依次调节便携式溶肥注肥机的三通阀一和三通阀二，使输液管一与输液管二联通，输液管三与输液管四联通。
15.6、启动肥料搅磨泵开关，让肥料搅磨泵对溶肥桶中的水肥进行循环多次的研磨搅打。待肥料完全溶解后，关闭肥料搅磨泵。
15.7、打开入畦口，使灌溉水进入畦田，同时使用定时器和激光尺测量并记录灌溉水水头在畦田内移动20m所需要的时间T20＝0.16hr。
15.8、继续通过畦灌水肥一体化辅助决策系统的人机界面依次输入拟施肥畦田畦灌的改水成数CF＝90％、灌溉水水头在拟施肥畦田内移动20m所需要的时间T20＝0.16hr，计算出按拟施肥畦田设定的畦灌改水成数停止灌溉时灌溉水水头距离入畦口的长度Li＝67.5m及拟施肥畦田适宜的注肥流量Ftf＝13.82L/hr。
15.9、当灌溉水水头移动至距离入畦口25m远处时，依次调节便携式溶肥注肥机的三通阀一和三通阀三，使输液管一与输液管七联通，输液管七与输液管六联通，开始注肥。同时调节节流阀使注肥流量达到畦灌水肥一体化辅助决策系统推荐的注肥流量13.82L/hr。
15.10、按照畦灌水肥一体化辅助决策系统计算出的停止灌溉标准，即Li＝67.5m，当灌溉水水头移动至距离入畦口67.5m远处时，调节便携式溶肥注肥机的三通阀一，使输液管一与输液管七断开，停止注肥，同时将抽拉式可伸缩注肥器收回，封闭入畦口，停止灌溉。根据水表计量，本次畦灌水量为78.9mm。
所述的畦灌水肥一体化辅助决策系统APP手机软件可提供以下计算和决策：
15.10.1、可以通过人机界面依次输入以下参数：作物全生育期施N量Mn、底施N量占全生育期施N量的比例Rn、全生育期施K2O量Mk、底施K2O量占全生育期施K2O量的比例Rk、所使用氮肥的含N量Cfn，所使用氮肥在常温条件下的溶解度Sn、所使用钾肥的含K2O量Cfk，所使用钾肥在常温条件下的溶解度Sk、便携式溶肥注肥机溶肥桶的最大加水量Vbucket、拟施肥畦田的畦长Lb、拟施肥畦田的畦宽Wb、拟施肥畦田畦灌的改水成数CF、灌溉水水头在拟施肥畦田内移动20m所需要的时间T20。
15.10.2、用公式(7计算出单位面积需追施氮肥尿素的量：
Mtfn-a＝Mn×(1-Rn/Ctfn＝240×(1-0.5/46％＝261kg/hm2。
15.10.3、用公式(8计算出单位面积需追施钾肥氯化钾的量：
Mtfk-a＝Mk×(1-Rk/Ctfk＝120×(1-0.6/60％＝80kg/hm2。
15.10.4、用公式(9计算出追施钾肥与追施氮肥的重量比值：
Rk:n＝Mtfk-a/Mtfn-a＝80/261＝0.31。
15.10.5、用公式(10计算出所使用钾肥在常温条件下的溶解度与所使用氮肥在常温条件下的溶解度的比值：
RS-k:n＝Sk/Sn＝0.342/1.05＝0.33。
15.10.6、依据RS-k:n值的大小，确定单次溶肥在最大加水量Vbucket条件下的最大氮肥加入量和最大钾肥加入量，并依次计算出拟施肥畦田需注入肥液的体积Vtf、受溶肥桶最大加水量Vbucket限制所需的溶肥次数n，及单次溶肥推荐加水量Vr、推荐氮肥加入量Mtfn-c和推荐钾肥加入量Mtfk-c。
本实施例Rk:n＝0.31＜1，且RS-k:n＝0.33＞Rk:n，则用公式(20计算出单次溶肥最大氮肥加入量：
Mtfn-b＝0.8×Sn×Vbucket＝0.8×1.05×7＝5.88kg。
用公式(21计算出单次溶肥最大钾肥加入量：
Mtfk-b＝Mtfn-b×Rk:n＝5.88×0.31＝1.82kg。
用公式(22计算出拟施肥畦田需注入肥液的体积：
Vtf＝Mtfn-a×(Lb×Wb/(0.8×Sn×10000＝261×(75×2/(0.8×1.05×10000＝4.7L。
由于本实施例Vtf＝4.7L＜Vbucket，所以拟施肥畦田所需的溶肥次数n＝1，单次溶肥推荐加水量Vr＝Vtf＝4.7L。
用公式(23计算出单次溶肥推荐氮肥加入量：
Mtfn-c＝Vr×(0.8×Sn＝4.7×(0.8×1.05＝3.9kg。
用公式(24计算出单次溶肥推荐钾肥加入量：
Mtfk-c＝Mtfn-c×Rk:n＝3.9×0.31＝1.2kg
15.10.7、用公式(25计算出灌溉水水头在拟施肥畦田内移动的速度：
SVi＝20/T20＝20/0.16＝125m/hr。
15.10.8、用公式(26计算出按拟施肥畦田设定的畦灌改水成数停止灌溉时，灌溉水水头距离入畦口的长度：
Li＝CF×Lb＝0.9×75＝67.5。
15.10.9、用公式(27计算出拟施肥畦田适宜的注肥流量：
Ftf＝Vtf×SVi/(Li－25＝4.7×125/(67.5－25＝587.5/42.5＝13.82L/hr。
16、于冬小麦子粒形成期，使用北京盟创伟业科技有限公司生产的SU-LA型高智能土壤水分测试仪测得播种田间地表下0-20cm土层土壤体积含水量θgv-0-20＝24.4％。
17、用公式(28将土壤水分测试仪测得的θgv-0-20换算为土壤质量含水量：
θgcm-0-20＝θgv-0-20/ρb0-20＝24.4/1.41＝17.3％。
18、用公式(29计算出冬小麦子粒形成期地表下0-20cm土层的土壤相对含水量：
θgr-0-20＝θgcm-0-20×100/FC0-20＝19.28×100/28.90＝60.0％。
19、依据稳产水的补灌情况和θgr-0-20数值的大小，判断是否需要在冬小麦子粒形成期补灌增产水。
由于本实施例前期已补灌稳产水，且θgr-0-20＝60.0％，所以无需补灌增产水。
如表2所示，本实施例冬小麦畦田节灌水肥一体化技术与传统水肥管理技术相比，全生育期节约灌溉水209.1mm，每公顷节水2091立方米，每公顷减少N、P2O5和K2O投入量各30公斤，每公顷增产182.3公斤。
表2本发明实施例冬小麦畦田节灌水肥一体化技术与传统水肥管理技术全生育期灌水次数、灌水量、施肥量和产量对比
Claims (3)
1.一种畦田节灌水肥一体化方法，其特征在于包括配合实施的畦田节灌方法和畦田水肥一体化方法；
所述的畦田节灌方法是根据作物在产量形成过程中对水分的需求，将作物一生中不同阶段的需水划分为保苗水、促壮水、稳产水和增产水，同时依据作物不同生育时期主要根层的土壤含水量状况及其对土壤水分亏欠的敏感程度，确定最佳畦田补灌时间的方法；
所述的畦田水肥一体化方法是依据作物产量形成过程中的养分需求规律及其与水分需求的耦合关系，在底施一部分肥料的基础上，于作物生长的关键生育时期随水追施另一部分肥料的方法；具体步骤如下：
1）利用人工采集种植作物畦田土样并用常规方法测定作物田间地表下0-20 cm土层土壤容重和持水量，分别用ρb0-20和FC0-20表示；常年种植同一种作物的地块，土壤容重和持水量的测定可以每3-5年进行一次；
2）在作物播种的同时，实施底肥分层条施，即将底施氮磷钾肥分别条施于地表以下8cm、16 cm和24 cm土层深处；垂直分布于上述三个不同深度土层的施肥条带为一组，相邻两组之间的间距依据作物播种行距大小确定，在播种行距大于等于30 cm的作物上，相邻两组施肥条带的间距等于作物播种行距，即一组施肥条带供应一行作物，施肥条带与作物播种行彼此交错5-10 cm；在播种行距小于30 cm的作物上，相邻两组施肥条带的间距等于2倍的作物播种行距，即在相邻两组施肥条带之间播种两行作物；
作物全生育期施用N、P2O5、K2O的量根据已有技术确定，分别用Mn、Mp和Mk表示；底施N占作物全生育期总施N量的比例用Rn表示，为50%-60%；底施P2O5占作物全生育期总施P2O5量的比例用Rp表示，为100%；底施K2O占作物全生育期总施K2O量的比例用Rk表示，为60%；底施氮肥在地表以下8 cm、16 cm和24 cm土层深处分配的比例为1:2:3或1:2:1，底施磷肥和钾肥在地表以下8 cm、16 cm和24 cm土层深处分配的比例与氮肥相同；追施所用的氮、磷、钾肥在补灌稳产水时施入作物田间，或者在降水过多无需补灌稳产水时于下雨前进行划沟深施或地面撒施；
3）于作物播种当日，利用便携式土壤水分测定仪采集播种田间地表下0-20 cm土层土壤体积含水量，用θsv-0-20表示；
4）用公式（1）将便携式土壤水分测定仪测得的θsv-0-20换算为土壤质量含水量：
θscm-0-20 =θsv-0-20 /ρb0-20 （1）
所述的公式（1）中，θscm-0-20为换算得到的作物播种当日地表下0-20 cm土层的土壤质量含水量，单位为%，θsv-0-20为便携式土壤水分测定仪测得的作物播种当日地表下0-20 cm土层的土壤体积含水量，单位为%；ρb0-20为所述步骤1）中人工采集土样并用常规方法测定的地表下0-20 cm土层的土壤容重，单位为g/cm3；
5）用公式（2）计算出作物播种当日地表下0-20 cm土层的土壤相对含水量：
θsr-0-20=θscm-0-20×100 / FC0-20 （2）
所述的公式（2）中θsr-0-20为作物播种当日地表下0-20 cm土层的土壤相对含水量，单位为%；θscm-0-20为上述步骤4）换算得到的地表下0-20 cm土层的土壤质量含水量，单位为%；FC0-20为所述步骤1）中人工采集土样并用常规方法测定的地表下0-20 cm土层的持水量，单位为%；
6）依据作物播种当日的θsr-0-20数值的大小，判断是否需要在作物播种后补灌保苗水；
当作物播种当日的θsr-0-20值大于60%时无需补灌，小于等于60%时，则进行畦灌，补充保苗水；
7）于两性花作物幼穗分化的生长锥伸长期，或单性花作物雄穗分化的生长锥伸长期，利用便携式土壤水分测定仪采集作物田间地表下0-20 cm土层土壤体积含水量，用θev-0-20表示；
8）用公式（3）将便携式土壤水分测定仪测得的θev-0-20换算为土壤质量含水量：
θecm-0-20 =θev-0-20 /ρb0-20 （3）
所述的公式（3）中，θecm-0-20为换算得到的作物该生育时期地表下0-20 cm土层的土壤质量含水量，单位为%，θev-0-20为便携式土壤水分测定仪测得的作物该生育时期地表下0-20cm土层的土壤体积含水量，单位为%；ρb0-20为所述步骤1）中人工采集土样并用常规方法测定的地表下0-20 cm土层的土壤容重，单位为g/cm3；
9）用公式（4）计算出作物该生育时期地表下0-20 cm土层的土壤相对含水量：
θer-0-20=θecm-0-20×100 / FC0-20 （4）
所述的公式（4）中θer-0-20为作物该生育时期地表下0-20 cm土层的土壤相对含水量，单位为%；θecm-0-20为上述步骤4）换算得到的地表下0-20 cm土层的土壤质量含水量，单位为%；FC0-20为所述步骤1）中人工采集土样并用常规方法测定的地表下0-20 cm土层的持水量，单位为%；
10）依据θer-0-20数值的大小，判断是否需要在两性花作物幼穗分化的生长锥伸长期，或单性花作物雄穗分化的生长锥伸长期补灌促壮水；
当θer-0-20值大于50%时无需补灌，小于等于50%时，则进行畦灌，补充促壮水；
11）于两性花作物幼穗分化的雌雄蕊原基分化期至药隔形成期，或单性花作物雌穗分化的小花分化期，利用便携式土壤水分测定仪采集作物田间地表下0-20cm土层土壤体积含水量，用θfv-0-20表示；
12）用公式（5）将便携式土壤水分测定仪测得的θfv-0-20换算为土壤质量含水量：
θfcm-0-20 =θfv-0-20 /ρb0-20 （5）
所述的公式（5）中，θfcm-0-20为换算得到的作物该生育时期地表下0-20 cm土层的土壤质量含水量，单位为%，θfv-0-20为便携式土壤水分测定仪测得的作物该生育时期地表下0-20cm土层的土壤体积含水量，单位为%；ρb0-20为所述步骤1）中人工采集土样并用常规方法测定的地表下0-20 cm土层的土壤容重，单位为g/cm3；
13）用公式（6）计算出作物该生育时期地表下0-20 cm土层的土壤相对含水量：
θfr-0-20=θfcm-0-20×100 / FC0-20 （6）
所述的公式（6）中θfr-0-20为作物该生育时期地表下0-20 cm土层的土壤相对含水量，单位为%；θfcm-0-20为上述步骤4）换算得到的地表下0-20 cm土层的土壤质量含水量，单位为%；FC0-20为所述步骤1）中人工采集土样并用常规方法测定的地表下0-20 cm土层的持水量，单位为%；
14）依据θfr-0-20数值的大小，判断是否需要在两性花作物幼穗分化的雌雄蕊原基分化期至药隔形成期，或单性花作物雌穗分化的小花分化期补灌稳产水；
当θfr-0-20值大于等于75%时无需补灌，小于75%时，则进行畦灌，补充稳产水；
15）在补灌稳产水时，使用便携式溶肥注肥机，将所需追施的氮肥和钾肥溶解后，在入畦口处注入到灌溉水中，使肥液随灌溉水均匀地施入田间作物根层；追施的肥料为可溶性氮肥尿素和可溶性钾肥氯化钾；
16）于作物子粒形成期，利用便携式土壤水分测定仪采集作物田间地表下0-20cm土层土壤体积含水量，用θgv-0-20表示；
17）用公式（29）将便携式土壤水分测定仪测得的θgv-0-20换算为土壤质量含水量：
θgcm-0-20 =θgv-0-20 /ρb0-20 （29）
所述的公式（29）中，θgcm-0-20为换算得到的作物该生育时期地表下0-20 cm土层的土壤质量含水量，单位为%，θgv-0-20为便携式土壤水分测定仪测得的作物该生育时期地表下0-20cm土层的土壤体积含水量，单位为%；ρb0-20为上述步骤1）人工采集土样并用常规方法测定的地表下0-20 cm土层的土壤容重，单位为g/cm3；
18）用公式（30）计算出作物该生育时期地表下0-20 cm土层的土壤相对含水量：
θgr-0-20=θgcm-0-20×100 / FC0-20 （30）
所述的公式（30）中θgr-0-20为作物该生育时期地表下0-20 cm土层的土壤相对含水量，单位为%；θgcm-0-20为上述步骤4）换算得到的地表下0-20 cm土层的土壤质量含水量，单位为%；FC0-20为上述步骤1）人工采集土样并用常规方法测定的地表下0-20 cm土层的持水量，单位为%；
19）依据稳产水的补灌情况和θgr-0-20数值的大小，判断是否需要在子粒形成期补灌增产水；
如果前期已补灌稳产水，当θgr-0-20值大于等于60%时无需补灌，小于60%时，则进行畦灌；
如果前期没有补灌稳产水，当θgr-0-20值大于等于65%时无需补灌，小于65%时，则进行畦灌。
2.如权利要求1所述的一种畦田节灌水肥一体化方法，其特征在于所述的便携式溶肥注肥机，包括溶肥系统、注肥系统和蓄电池；
所述的溶肥系统，包括溶肥桶、肥料搅磨泵、输液管一、输液管二、输液管三、输液管四、三通阀一和三通阀二；
所述的溶肥桶，其上部为圆柱形桶体，顶部开口，底部为圆锥形底；在所述的圆锥形底的底部中央设有出液口；所述的溶肥桶出液口与输液管一的进液端连接，输液管一的出液端与三通阀一的进液口连接，三通阀一的出液口一与输液管二的进液端连接，输液管二的出液端与肥料搅磨泵的进液口连接，肥料搅磨泵的出液口与输液管三的进液端连接，输液管三的出液端与三通阀二的进液口连接，三通阀二的出液口一与输液管四的进液端连接，输液管四的出液端位于溶肥桶顶部开口的正上方；
所述的注肥系统，包括抽拉式可伸缩注肥器、节流阀、转子流量计、溢流阀、压力表、输液管五、输液管六、输液管七、输液管八、三通阀三；
所述的抽拉式可伸缩注肥器为T型三通管结构，包括横管和纵管；所述的横管由5节套管组成，其中间的套管位于最外层，也称为外层套管，在该外层套管的两端各可活动的套接一个中层套管，每个中层套管朝外的一端均可活动的套接一个内层套管，内层套管远离中层套管的外侧端封闭；横管的长度可调，将中层套管由外层套管中抽出一部分或将内层套管由中层套管中抽出一部分均可以增加横管的长度，反之，则可以缩短横管的长度；内层套管的外壁与中层套管的内壁耦合，中层套管的外壁与外层套管的内壁耦合，避免在抽送过程中漏水；所述的纵管与横管垂直，纵管的上端与外层套管下侧面的中部连通，纵管的下端与输液管五的出液端连接；所述的外层套管的上侧面中部，即外层套管与纵管连接面的对面，平行钻有两排注肥孔，两排注肥孔之间的间距为1-3 cm，同一排相邻两个注肥孔之间的间距为5-10 cm，两排注肥孔左右彼此交错2.5-5cm，注肥孔的孔径为1-2 mm；
所述的输液管五的进液端与节流阀的出液端连接，节流阀的进液端与转子流量计的出液端连接，转子流量计的进液端与溢流阀阀座的出液端连接，溢流阀阀座的进液端与输液管六的出液端连接，压力表安装在溢流阀座的压力孔上；所述的输液管六的进液端与三通阀三的出液口连接，三通阀三的进液口一与输液管七的出液端连接，输液管七的进液端与三通阀一的出液口二连接；三通阀三的进液口二与输液管八的出液端连接，输液管八的进液端与三通阀二的出液口二连接；
所述的蓄电池与电源开关连接，电源开关与肥料搅磨泵的电机连接。
3.如权利要求2所述的一种畦田节灌水肥一体化方法，其特征在于所述的使用便携式溶肥注肥机进行畦灌水肥一体化的操作步骤如下：
1）将便携式溶肥注肥机安置于拟施肥畦田地头的平坦地面上，抽拉式可伸缩注肥器放置于畦田的灌溉水入畦口内侧；注肥器横管的长度可调，将中层套管由外层套管中抽出一部分或将内层套管由中层套管中抽出一部分均可以增加横管的长度，反之，则可以缩短横管的长度；根据畦宽和灌溉水入畦口宽度的大小调节注肥器横管的长度，注肥器横管的长度为灌溉水入畦口宽度的1-2倍；
2）打开畦灌水肥一体化辅助决策系统APP手机软件，通过人机界面依次输入以下参数：作物全生育期施N量Mn、底施N量占全生育期施N量的比例Rn、全生育期施K2O量Mk、底施K2O量占全生育期施K2O量的比例Rk、所使用氮肥的含N量Cfn，所使用氮肥在常温条件下的溶解度Sn、所使用钾肥的含K2O量Cfk，所使用钾肥在常温条件下的溶解度Sk、便携式溶肥注肥机溶肥桶的最大加水量Vbucket，计算出单次溶肥最大氮肥加入量Mtfn-b和最大钾肥加入量Mtfk-b；最大加水量由溶肥桶的最大容积和溶肥作业质量要求决定，一般为溶肥桶最大容积的85%-90%；
3）使用激光尺测量并记录拟施肥畦田的畦长Lb和畦宽Wb；继续通过畦灌水肥一体化辅助决策系统的人机界面依次输入拟施肥畦田的畦长Lb和畦宽Wb，计算出拟施肥畦田需注入肥液的体积Vtf、受溶肥桶最大加水量Vbucket限制所需的溶肥次数n，及单次溶肥推荐加水量Vr、推荐氮肥加入量Mtfn-c和推荐钾肥加入量Mtfk-c；
4）按照畦灌水肥一体化辅助决策系统提供的单次溶肥推荐加水量Vr、推荐氮肥加入量Mtfn-c和推荐钾肥加入量Mtfk-c数据，将所需的肥料和清水准确计量后倒入溶肥桶，进行首次溶肥；当拟施肥畦田所需的溶肥次数n＞1时，待溶肥桶中的肥液全部注完后立即进行后续的溶肥和注肥，直至达到额定的溶肥次数；
5）依次调节便携式溶肥注肥机的三通阀一和三通阀二，使输液管一与输液管二联通，输液管三与输液管四联通；
6）启动肥料搅磨泵开关，让肥料搅磨泵对溶肥桶中的水肥进行循环多次的研磨搅打；待肥料完全溶解后，关闭肥料搅磨泵；
7）打开入畦口，使灌溉水进入畦田，同时使用计时器和激光尺测量并记录灌溉水水头在畦田内移动20 m所需要的时间T20；
8）继续通过畦灌水肥一体化辅助决策系统的人机界面依次输入拟施肥畦田畦灌的改水成数CF、灌溉水水头在拟施肥畦田内移动20 m所需要的时间T20，计算出按拟施肥畦田设定的畦灌改水成数停止灌溉时灌溉水水头距离入畦口的长度Li及拟施肥畦田适宜的注肥流量Ftf；
9）当灌溉水水头移动至距离入畦口25 m远处时，依次调节便携式溶肥注肥机的三通阀一和三通阀三，使输液管一与输液管七联通，输液管七与输液管六联通，开始注肥；同时调节节流阀使注肥流量达到畦灌水肥一体化辅助决策系统推荐的注肥流量Ftf；
10）按照畦灌水肥一体化辅助决策系统计算出的停止灌溉标准，即Li值，当灌溉水水头移动至距离入畦口Li远处时，调节便携式溶肥注肥机的三通阀一，使输液管一与输液管七断开，停止注肥，同时将抽拉式可伸缩注肥器收回，封闭入畦口，停止灌溉；
所述的畦灌水肥一体化辅助决策系统APP手机软件提供以下计算和决策：
10.1、通过人机界面依次输入以下参数：作物全生育期施N量Mn、底施N量占全生育期施N量的比例Rn、全生育期施K2O量Mk、底施K2O量占全生育期施K2O量的比例Rk、所使用氮肥的含N量Cfn，所使用氮肥在常温条件下的溶解度Sn、所使用钾肥的含K2O量Cfk，所使用钾肥在常温条件下的溶解度Sk、便携式溶肥注肥机溶肥桶的最大加水量Vbucket、拟施肥畦田的畦长Lb、拟施肥畦田的畦宽Wb、拟施肥畦田畦灌的改水成数CF、灌溉水水头在拟施肥畦田内移动20 m所需要的时间T20；
10.2、用公式（7）计算出畦田单位面积需追施氮肥量
Mtfn-a=Mn×（1-Rn）×/Ctfn （7）
所述的公式（7）中，Mtfn-a为畦田单位面积需追施氮肥量，单位为kg/hm2；Mn为作物全生育期施N量，单位为kg/hm2；Rn为底施N量占全生育期施N量的比例，单位为%；Ctfn为所使用氮肥的含N量，单位为%；
10.3、用公式（8）计算出畦田单位面积需追施钾肥量
Mtfk-a=Mk×（1-Rk）/Ctfk （8）
所述的公式（8）中，Mtfk-a为畦田单位面积需追施钾肥量，单位为kg/hm2；Mk为作物全生育期施K2O量，单位为kg/hm2；Rk为底施K2O量占全生育期施K2O量的比例，单位为%；Ctfk为所使用钾肥的含K2O量，单位为%；
10.4、用公式（9）计算出追施钾肥与追施氮肥的重量比值
Rk:n= Mtfk-a/ Mtfn-a （9）
所述的公式（9）中，Rk:n为追施钾肥与追施氮肥的重量比；Mtfk-a为畦田单位面积需追施钾肥量，单位为kg/hm2；Mtfn-a为畦田单位面积需追施氮肥量，单位为kg/hm2；
10.5、用公式（10）计算出所使用钾肥在常温条件下的溶解度与所使用氮肥在常温条件下的溶解度的比值
RS-k:n= Sk/Sn （10）
所述的公式（10）中，RS-k:n为所使用钾肥在常温条件下的溶解度与所使用氮肥在常温条件下的溶解度的比值；Sk为所使用钾肥在常温条件下的溶解度，单位为kg/L；Sn为所使用氮肥在常温条件下的溶解度，单位为kg/L；
10.6、依据RS-k:n值的大小，确定单次溶肥在最大加水量Vbucket条件下的最大氮肥加入量和最大钾肥加入量，并依次计算出拟施肥畦田需注入肥液的体积Vtf、受溶肥桶最大加水量Vbucket限制所需的溶肥次数n，及单次溶肥推荐加水量Vr、推荐氮肥加入量Mtfn-c和推荐钾肥加入量Mtfk-c；
10.6.1、当Rk:n≤1，且RS-k:n≤Rk:n，或Rk:n≥1，且RS-k:n≥Rk:n时，用公式（11）计算出单次溶肥最大钾肥加入量：
Mtfk-b=0.8×Sk×Vbucket （11）
所述的公式（11）中，Mtfk-b为单次溶肥最大钾肥加入量，单位为kg；Sk为所使用钾肥在常温条件下的溶解度，单位为kg/L；Vbucket为单次溶肥的最大加水量，单位为L；
用公式（12）计算出单次溶肥最大氮肥加入量：
Mtfn-b= Mtfk-b/Rk:n （12）
所述的公式（12）中，Mtfn-b为单次溶肥最大氮肥加入量，单位为kg；Mtfk-b为单次溶肥最大钾肥加入量，单位为kg；Rk:n为追施钾肥与追施氮肥的重量比；
用公式（13）计算出拟施肥畦田需注入肥液的体积：
Vtf= Mtfk-a×（Lb×Wb）/（0.8×Sk×10000） （13）
所述的公式（13）中，Vtf为拟施肥畦田需注入肥液的体积，单位为L；Mtfk-a为拟施肥畦田单位面积需追施钾肥量，单位为kg/hm2；Lb为拟施肥畦田的畦长，单位为m；Wb为拟施肥畦田的畦宽，单位为m；Sk为所使用钾肥在常温条件下的溶解度，单位为kg/L；
当Vtf≤Vbucket时，拟施肥畦田所需的溶肥次数n=1，单次溶肥推荐加水量Vr=Vtf；
用公式（14）计算出单次溶肥推荐钾肥加入量：
Mtfk-c=Vr×0.8×Sk （14）
所述的公式（14）中，Mtfk-c为单次溶肥推荐钾肥加入量，单位为kg；Vr为单次溶肥推荐加水量，单位为L；Sk为所使用钾肥在常温条件下的溶解度，单位为kg/L；
用公式（15）计算出单次溶肥推荐氮肥加入量：
Mtfn-c=Mtfk-c/Rk:n （15）
所述的公式（15）中，Mtfn-c为单次溶肥推荐氮肥加入量，单位为kg；Mtfk-c为单次溶肥推荐钾肥加入量，单位为kg；Rk:n为追施钾肥与追施氮肥的重量比；
当Vtf＞Vbucket时，用公式（16）计算出拟施肥畦田需注入肥液的体积与单次溶肥的最大加水量的体积比值：
Rv:v=Vtf/Vbucket （16）
所述的公式（16）中，Rv:v为拟施肥畦田需注入肥液的体积与单次溶肥的最大加水量的体积比值；Vtf为拟施肥畦田需注入肥液的体积，单位为L；Vbucket为单次溶肥的最大加水量，单位为L；
如果Rv:v为整数，则拟施肥畦田所需的溶肥次数n=Rv:v；如果Rv:v为非整数，则拟施肥畦田所需的溶肥次数n为Rv:v的整数部分+1；
用公式（17）计算出单次溶肥推荐加水量：
Vr=Vtf/n （17）
所述的公式（17）中，Vr为单次溶肥推荐加水量，单位为L；Vtf为拟施肥畦田需注入肥液的体积，单位为L；n为拟施肥畦田所需的溶肥次数；
用公式（18）计算出单次溶肥推荐钾肥加入量：
Mtfk-c=Vr×0.8×Sk （18）
所述的公式（18）中，Mtfk-c为单次溶肥推荐钾肥加入量，单位为kg；Vr为单次溶肥推荐加水量，单位为L；Sk为所使用钾肥在常温条件下的溶解度，单位为kg/L；
用公式（19）计算出单次溶肥推荐氮肥加入量：
Mtfn-c=Mtfk-c/Rk:n （19）
所述的公式（19）中，Mtfn-c为单次溶肥推荐氮肥加入量，单位为kg；Mtfk-c为单次溶肥推荐钾肥加入量，单位为kg；Rk:n为追施钾肥与追施氮肥的重量比；
10.6.2、当Rk:n≤1，且RS-k:n＞Rk:n，或Rk:n≥1，且RS-k:n＜Rk:n时，用公式（20）计算出单次溶肥最大氮肥加入量：
Mtfn-b=0.8×Sn×Vbucket （20）
所述的公式（20）中，Mtfn-b为单次溶肥最大氮肥加入量，单位为kg；Sn为所使用氮肥在常温条件下的溶解度，单位为kg/L；Vbucket为单次溶肥最大加水量，单位为L；
用公式（21）计算出单次溶肥最大钾肥加入量：
Mtfk-b= Mtfn-b×Rk:n （21）
所述的公式（21）中，Mtfk-b为单次溶肥最大钾肥加入量，单位为kg；Mtfn-b为单次溶肥最大氮肥加入量，单位为kg；Rk:n为追施钾肥与追施氮肥的重量比；
用公式（22）计算出拟施肥畦田需注入肥液的体积：
Vtf= Mtfn-a×（Lb×Wb）/（0.8×Sn×10000） （22）
所述的公式（22）中，Vtf为拟施肥畦田需注入肥液的体积，单位为L；Mtfn-a为单位面积需追施氮肥量，单位为kg/hm2；Lb为拟施肥畦田的畦长，单位为m；Wb为拟施肥畦田的畦宽，单位为m；Sn为所使用氮肥在常温条件下的溶解度，单位为kg/L；
当Vtf≤Vbucket时，拟施肥畦田所需的溶肥次数n=1，单次溶肥推荐加水量Vr=Vtf；
用公式（23）计算出单次溶肥推荐氮肥加入量：
Mtfn-c=Vr×0.8×Sn （23）
所述的公式（23）中，Mtfn-c为单次溶肥推荐氮肥加入量，单位为kg；Vr为单次溶肥推荐加水量，单位为L；Sn为所使用氮肥在常温条件下的溶解度，单位为kg/L；
用公式（24）计算出单次溶肥推荐钾肥加入量：
Mtfk-c=Mtfn-c×Rk:n （24）
所述的公式（24）中，Mtfk-c为单次溶肥推荐钾肥加入量，单位为kg；Mtfn-c为单次溶肥推荐氮肥加入量，单位为kg；Rk:n为追施钾肥与追施氮肥的重量比；
当Vtf＞Vbucket时，用上述公式（16）计算出拟施肥畦田需注入肥液的体积与单次溶肥的最大加水量的体积比值：
Rv:v=Vtf/Vbucket （16）
所述的公式（16）中，Rv:v为拟施肥畦田需注入肥液的体积与单次溶肥的最大加水量的体积比值；Vtf为拟施肥畦田需注入肥液的体积，单位为L；Vbucket为单次溶肥的最大加水量，单位为L；
如果Rv:v为整数，则拟施肥畦田所需的溶肥次数n=Rv:v；如果Rv:v为非整数，则拟施肥畦田所需的溶肥次数n为Rv:v的整数部分+1；
用公式（17）计算出单次溶肥推荐加水量：
Vr=Vtf/n （17）
所述的公式（17）中，Vr为单次溶肥推荐加水量，单位为L；Vtf为拟施肥畦田需注入肥液的体积，单位为L；n为拟施肥畦田所需的溶肥次数；
用公式（25）计算出单次溶肥推荐氮肥加入量：
Mtfn-c=Vr×0.8×Sn （25）
所述的公式（25）中，Mtfn-c为单次溶肥推荐氮肥加入量，单位为kg；Vr为单次溶肥推荐加水量，单位为L；Sn为所使用氮肥在常温条件下的溶解度，单位为kg/L；
用所述公式（24）计算出单次溶肥推荐钾肥加入量：
Mtfk-c=Mtfn-c×Rk:n （24）
所述的公式（24）中，Mtfk-c为单次溶肥推荐钾肥加入量，单位为kg；Mtfn-c为单次溶肥推荐氮肥加入量，单位为kg；Rk:n为追施钾肥与追施氮肥的重量比；
10.7、用公式（26）计算出灌溉水水头在拟施肥畦田内移动的速度：
SVi=20/T20 （26）
所述的公式（26）中，SVi为灌溉水水头在拟施肥畦田内移动的速度，单位为m/hr；20为拟施肥畦田的测速距离，单位为m；T20为灌溉水水头在拟施肥畦田内移动20 m所需要的时间；
10.8、用公式（27）计算出按拟施肥畦田设定的畦灌改水成数停止灌溉时，灌溉水水头距离入畦口的长度：
Li=Lb×CF/100 （27）
所述的公式（27）中，Li为按拟施肥畦田设定的畦灌改水成数停止灌溉时，灌溉水水头距离入畦口的长度，单位为m；Lb为拟施肥畦田的畦长，单位为m；CF为拟施肥畦田设定的畦灌改水成数，单位为%；
10.9、用公式（28）计算出拟施肥畦田适宜的注肥流量：
Ftf= Vtf×SVi/（Li－25） （28）
所述的公式（28）中，Ftf为拟施肥畦田适宜的注肥流量，单位为L/hr；Vtf为拟施肥畦田需注入肥液的体积，单位为L；SVi为灌溉水水头在拟施肥畦田内移动的速度，单位为m/hr；Li为按拟施肥畦田设定的畦灌改水成数停止灌溉时，灌溉水水头距离入畦口的长度，单位为m；25为开始注肥时灌溉水水头距离入畦口的长度，单位为m。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2016105557881 | 2016-07-14 | ||
| CN201610555788 | 2016-07-14 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106211897A CN106211897A (zh) | 2016-12-14 |
| CN106211897B true CN106211897B (zh) | 2019-08-09 |
Family
ID=57534134
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610591688.4A Active CN106211897B (zh) | 2016-07-14 | 2016-07-26 | 一种畦田节灌水肥一体化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106211897B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106912237A (zh) * | 2017-03-20 | 2017-07-04 | 浙江省农业科学院 | 水肥一体化四控灌溉施肥方法 |
| CN108323419B (zh) * | 2018-01-10 | 2021-08-06 | 常州泽惠天地环境科技有限公司 | 土壤地表渗水速率和灌溉水量的判别方法及智能灌溉系统 |
| CN115380789A (zh) * | 2022-09-01 | 2022-11-25 | 甘肃省农业工程技术研究院 | 一种提高中药材黄芪甲苷含量和产量的水肥耦合种植方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102487782A (zh) * | 2011-12-20 | 2012-06-13 | 深圳市芭田生态工程股份有限公司 | 一种灌溉施肥控制系统 |
| CN102918978A (zh) * | 2012-11-01 | 2013-02-13 | 湖北省农业科学院经济作物研究所 | 萝卜测土配方施肥方法 |
| CN103314697A (zh) * | 2013-07-01 | 2013-09-25 | 张振华 | 一种水肥气一体化灌溉控制系统及控制方法 |
| CN103959970A (zh) * | 2014-05-15 | 2014-08-06 | 武汉大学 | 农田水肥高效利用多维临界调控方法 |
| CN105340448A (zh) * | 2015-11-09 | 2016-02-24 | 桂林市农田灌溉试验中心站 | 一种糖料蔗滴灌水肥耦合灌溉方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20150164009A1 (en) * | 2013-12-13 | 2015-06-18 | Robert Bosch Tool Corporation | System and method for garden monitoring and management |
| US20150237796A1 (en) * | 2014-02-24 | 2015-08-27 | Robert Celli | Apparatus and method for localized irrigation and application of fertilizers, herbicides, or pesticides to row crops |
-
2016
- 2016-07-26 CN CN201610591688.4A patent/CN106211897B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102487782A (zh) * | 2011-12-20 | 2012-06-13 | 深圳市芭田生态工程股份有限公司 | 一种灌溉施肥控制系统 |
| CN102918978A (zh) * | 2012-11-01 | 2013-02-13 | 湖北省农业科学院经济作物研究所 | 萝卜测土配方施肥方法 |
| CN103314697A (zh) * | 2013-07-01 | 2013-09-25 | 张振华 | 一种水肥气一体化灌溉控制系统及控制方法 |
| CN103959970A (zh) * | 2014-05-15 | 2014-08-06 | 武汉大学 | 农田水肥高效利用多维临界调控方法 |
| CN105340448A (zh) * | 2015-11-09 | 2016-02-24 | 桂林市农田灌溉试验中心站 | 一种糖料蔗滴灌水肥耦合灌溉方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN106211897A (zh) | 2016-12-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105103857B (zh) | 一种盐碱地微咸水覆膜滴灌加工番茄种植方法 | |
| CN101473768B (zh) | 一种山地、坡地枣树在滴灌方式条件下的施肥方法 | |
| CN106211897B (zh) | 一种畦田节灌水肥一体化方法 | |
| CN101206459A (zh) | 地下滴灌水、肥、药一体化自动控制系统及方法 | |
| CN106508508A (zh) | 一种温室种植水肥一体化集群灌溉系统及其灌溉方法 | |
| CN208783230U (zh) | 一种智能高效水果栽培滴灌施肥系统 | |
| CN108633428A (zh) | 一种超声波辅助混合溶解肥料箱及水肥一体化灌溉系统 | |
| CN108464223B (zh) | 一种荒漠区基于畦灌的紫花苜蓿定额灌溉方法 | |
| CN107135915A (zh) | 一种设施蔬菜膜下滴灌智能灌溉决策系统 | |
| CN108901697A (zh) | 一种旱作直播水稻滴灌节水调质栽培方法 | |
| CN106268383A (zh) | 一种循环冲洗与精准控制溶解的固体溶解注入系统 | |
| CN108370702A (zh) | 基于物联网控制的水肥一体化控肥施肥系统 | |
| CN205756020U (zh) | 一种用于大棚的水肥灌溉系统 | |
| CN105340658B (zh) | 一种测定节水抗旱稻耗水量的栽培装置及其使用方法 | |
| CN206498756U (zh) | 设施农业水肥一体化精准配肥施肥及灌溉系统 | |
| CN207783686U (zh) | 一种樱桃培育装置 | |
| CN106171837B (zh) | 一种作物按需补灌方法 | |
| CN208402452U (zh) | 一种超声波辅助混合溶解肥料箱及水肥一体化灌溉系统 | |
| CN107683759A (zh) | 一种移动式滴灌水肥气一体机 | |
| CN105027793A (zh) | 一种甘蔗水肥一体化自动灌施的方法 | |
| CN205052166U (zh) | 一种一体式智能精准施肥机 | |
| CN107182419A (zh) | 利用鱼池废水定额灌溉红提葡萄的滴灌系统 | |
| CN209710970U (zh) | 微型薯种植设施 | |
| CN110352680A (zh) | 用于地面灌溉的水肥一体化灌水施肥系统 | |
| CN201563456U (zh) | 深层坑渗灌灌溉装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |