CN108012816A - 针对玉米农业资源高效利用的磁化水灌溉方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及农业节水灌溉技术领域，特别是针对玉米农业资源高效利用的磁化水灌溉方法，①将用于种植玉米的玉米田地划分为若干个面积相等的地块，每个地块的面积介于15—25亩；②在所有地块上种植玉米后布设农田滴灌系统；③在农田滴灌系统上布设磁化器；④在玉米生长至果实成熟期的时段内，按单位周期开启农田滴灌系统对玉米田地进行定量滴灌，对玉米田地进行滴灌的次数为8次—10次，在每次对玉米田地进行滴灌的之时开始启动磁化器对经农田滴灌系统滴流至玉米田地土壤的滴灌水施加磁化强度为1200Gs、2400Gs或3600Gs的磁场，定量灌溉至每亩且被磁化器磁化过的滴灌水体积量为380m3—390m3。本发明能使在干旱区绿洲耕地及水源供给紧张状态下的玉米农作物明显增产、增质。

Description

针对玉米农业资源高效利用的磁化水灌溉方法
技术领域
本发明涉及农业节水灌溉技术领域，特别是针对玉米农业资源高效利用的磁化水灌溉方法。
背景技术
农业磁化水灌溉技术是一项科技含量较高的促进农作物生长和增产的灌溉技术，原理是灌溉水通过磁化后，断开“分子团”氢键，使它变成单个而有活力小分子团。这种变小的分子团在细胞代谢过程中具有更强的渗透性，使其水表面张力减少，溶解性增强，在灌溉过程中推进矿物质溶解和植物根系吸收以及植物的生长(如图1所示)。利用这一原理，上世纪中期以来国内外科技人员便开展磁化水技术在农业灌溉上的试验与应用研究，特别是在干旱地区已做大量的工作，诸如在小麦、大麦、玉米、棉花、谷物以及具有经济效益的盐生植物，己取得一定的成效，其产量、质量都有一定的提高。其技术归纳起来主要包括：农作物滴灌、农作物磁化水灌溉、农作物磁化水+滴灌等；但针对干旱水源供给紧张的绿洲环境，以及水资源的高效利用和农作物增产与品质提升，原有单一的滴灌或磁水灌溉存在诸多优势态势与不足。最主要表现为：①单一的农作物磁水灌溉易于作物对养分和水分的吸收；但该技术所处的环境是开放系统，受微地形、土壤质地和物质成分、地下水、土壤盐分的干扰，磁水控制的范围相对较小分布和强度不均一，造成作物对养分和水分吸收程度也相对不均一；整体会影响到农作物的生长。②单一的农作物滴灌技术，特别适合于干旱区绿洲农业灌溉，节水效果很好，水资源利用率高，但缺点是不能更有效促进水分对土壤养分和矿物质的溶解以及农作物对养分、水分的吸收，会影响农作物的产量和质量进一步提升；③原有研究未探索出磁化器管控的有效面积，磁化器整体布局不合理，导致土地及水资源高效利用率并不显著。
通过中文科期刊技数据库、中国学术期刊数据库、中国专利数据库、等国内和国际数据库，共查出有关磁化水灌溉的文献和专利数十篇，仅仅涉及到新疆的南部灌区农作物磁化水+滴灌技术试验文献，其他也仅发生在部分农作物中，诸如棉花、番茄及枣树等；但并无数据说明磁化水滴灌能管控的有效面积，也均未涉及到在磁化水滴灌条件下能有效提升土地有效利用率的范围是多少，原来的磁化水灌溉技术对磁化器所能管控的最佳面积及玉米农作物的节水量能力上还没未见报道，特别是针对玉米磁化水+滴灌下，土地高效利用率的也未见报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种针对玉米农业资源高效利用的磁化水灌溉方法，能有效使在干旱区绿洲耕地及水源供给紧张状态下的玉米农作物明显增产、增质。
本发明的目的是这样实现的：一种针对玉米农业资源高效利用的磁化水灌溉方法，①根据农田面积、走向、坡度与玉米作物的种植模式，将用于种植玉米的玉米条田划分为若干个面积相等的地块，每个地块的面积介于15—25亩；②在所有地块上种植玉米后布设包括滴灌首部、主管、支管与毛管在内的农田滴灌系统：在玉米田地之外固设滴灌首部，在玉米田地上按划分的地块形状对应布设支管和延伸至所有地块土壤的毛管，使滴灌首部通过主管连通各条支管，再使支管连通各条毛管；③在农田滴灌系统上布设无缝安装在每一个三通管接件连通主管与支管的出水口上的磁化器；④在玉米生长至果实成熟期的时段内，按单位周期开启农田滴灌系统对玉米田地进行定量滴灌，对玉米田地进行滴灌的次数为8次—10次，并且在每次对玉米田地进行滴灌的之时开始启动磁化器对经农田滴灌系统滴流至玉米田地土壤的滴灌水施加磁化强度为1200Gs、2400Gs或3600Gs的磁场继而对滴灌水进行磁化，使滴灌水被磁化后在滴灌至所有地块土壤里的磁场强度相应达到1200Gs、2400Gs或3600Gs，在每次对玉米田地进行滴灌的过程中始终使磁化器不间断地对滴灌水施加磁场且使滴灌水的流向垂直切割磁化器所施加的磁场，定量灌溉至每亩且被磁化器磁化过的滴灌水体积量为380m3—390m3。
本发明一种在干旱区绿洲耕地及水源供给紧张状态下的玉米农作物增产、增质的灌溉技术方法，采用磁化水滴灌+水量定控+有效灌溉面积组合集成技术，通过该组合集成灌溉技术，达到玉米农作物的增产增收，最终为促进干旱区绿洲耕地的高效利用以及有效节水服务的。它对于提高当地与新疆灌区农业灌溉技术水平，以及农业新技术的应用有直接的促进作用，并为干旱区绿洲及新疆的农业可持续发展提供科学依据。
综上所述，本发明针对以上的问题与不足，基于前人的研究与试验基础，利用上述的磁水灌溉的技术核心，在新疆干旱绿洲环境内，开展一种绿洲作物磁化水滴灌技术试验；试验以玉米为研究对象，磁化水灌溉一直持续到收割前的两周，这样可以在糖分的后期积累中发挥重要作用。通过磁化器与滴灌系统无缝结合与封闭的最佳组合设计以及不同时段灌溉试验，以该类作物出苗至果实成熟的最有效生长期为试验阶段，通过对磁化处理不同梯度进行监测，探索出磁化器所能管控的有效面积。通过产量、品质数据与CK(无磁化区)进行比较分析，最终探索出对土地及水资源高效利用率。本发明针对干旱绿洲环境下耕地设计磁化水灌溉试验，最终说明磁化水滴灌可以充分对土地及水资源的高效利用。试验表明，该灌溉技术方法，它不仅使其磁化水通过滴灌直接的接触到玉米根部附近，而且还有效的促进玉米对水分与养分的吸收程度，进一步提升农作物的产量与品质的空间。本发明最终探索出针对干旱区绿洲玉米作物丰产优质的最佳磁场范围，以及磁化器所能管控的有效面积，最终不同磁化强度对土地及水资源的高效利用率。
本发明能有效使在干旱区绿洲耕地及水源供给紧张状态下的玉米农作物明显增产、增质。
附图说明
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
图1为现有传统农田磁化水灌溉作用示意图；
图2为本发明玉米田划分地块布局图；
图3为本发明农田滴灌系统布局示意图；
图4为本发明磁化器在农田滴灌系统上的布置图；
图5为本发明具体实施时的玉米试验设计与布局图；
图6为本发明磁化水滴灌所施加的磁化强度为2400Gs时玉米可溶性糖含量衰减趋势函数图；
图7为本发明磁化水滴灌所施加的磁化强度为2400Gs时玉米蛋白质含量衰减趋势函数图；
图8为本发明磁化水滴灌所施加的磁化强度为3600Gs时玉米穗粒重衰减趋势函数图；
图9为本发明磁化水滴灌所施加的磁化强度为3600Gs时玉米穗重衰减趋势函数图；
图10为本发明磁化水滴灌所施加的磁化强度为3600Gs时玉米产量的衰减趋势函数图。
具体实施方式
一种针对玉米农业资源高效利用的磁化水灌溉方法，
①根据农田面积、走向、坡度与玉米作物的种植模式，将用于种植玉米的玉米条田划分为若干个面积相等的地块，每个地块的面积介于15—25亩；②在所有地块上种植玉米后布设包括滴灌首部、主管、支管与毛管在内的农田滴灌系统：在玉米田地之外固设滴灌首部，在玉米田地上按划分的地块形状对应布设支管和延伸至所有地块土壤的毛管，使滴灌首部通过主管连通各条支管，再使支管连通各条毛管；③在农田滴灌系统上布设无缝安装在每一个三通管接件连通主管与支管的出水口上的磁化器；④在玉米生长至果实成熟期的时段内，按单位周期开启农田滴灌系统对玉米田地进行定量滴灌，对玉米田地进行滴灌的次数为8次—10次，并且在每次对玉米田地进行滴灌的之时开始启动磁化器对经农田滴灌系统滴流至玉米田地土壤的滴灌水施加磁化强度为1200Gs、2400Gs或3600Gs的磁场继而对滴灌水进行磁化，使滴灌水被磁化后在滴灌至所有地块土壤里的磁场强度相应达到1200Gs、2400Gs或3600Gs，在每次对玉米田地进行滴灌的过程中始终使磁化器不间断地对滴灌水施加磁场且使滴灌水的流向垂直切割磁化器所施加的磁场，定量灌溉至每亩且被磁化器磁化过的滴灌水体积量为380m3—390m3。
在每次对玉米田地进行滴灌的过程中始终使滴灌水经过磁化器变成小分子水，经磁化后，水分子团由大分子团簇变成小分子，其张力变小，溶解性、渗透性增强，便于盐分的淋洗、作物的吸收，达到增产增收的目的，
定量灌溉至每亩且被磁化器磁化过的滴灌水体积量为385m3。
本发明的试验地点位于新疆玛纳斯县乐土驿镇上庄子村，其作用对象为在上庄子村地区内划定的玉米田地种植的玉米作物。上庄子村地区为典型的半干旱区绿洲灌区，土壤类型主要由潮土、灌耕灰漠土和灌耕棕漠土组成，经长期耕作和改良，土壤肥沃而平整。
在上庄子村地区内划定的玉米田地作为样田，面积为300亩，将其细分为1、2、3个狭长的条田，如图5所示。
本发明在主管与支管结合部处将磁化强度1200Gs、2400Gs、3600Gs的磁化器与滴灌系统无缝连接；本发明将安装有磁化器装置的地块划定为磁化区；而无磁化田块则仅布设有农田滴管系统，形成单独滴灌+水量定控灌溉体系。本发明的试验设置有4个处理，每个处理有3次重复。
本发明在实施时，将滴灌水量控制在统一的标准385m3，进行磁化水滴灌和滴灌2个小区比试验，从玉米出苗至果实成熟等整个生长期的不同阶段进行养分、形态、产量以及前期生物量的测定与对比分析。
A.不同灌溉处理方式的养分测定与分析比较
每个处理包括三个重复，每个重复每隔15m按梯度随机抽取1个样点，每个样点共计选取10个穗，最终将10个穗脱粒，取混合样，进行可溶性糖含量及蛋白质的养分测定，分析比较各处理的玉米品质之差异。
表1玉米磁化与未磁化滴灌养分测定对比表
注：表中数据为三个重复的平均值
通过分析测定表明：如表1所示，3600Gs、2400Gs、1200Gs磁化水滴灌的玉米在15—105m时，3600Gs、2400Gs、1200Gs磁化处理的可溶性糖含量及蛋白质均高于CK(无磁化)；据此用15—105m几个点来绘制3600Gs、2400Gs、1200Gs磁化水滴灌玉米品质的衰减趋势图，如图6、图7所示。
如图6所示，3600Gs磁化水滴灌的玉米品质可溶性糖含量：y1＝—0.1885x+78.424(y1：可溶性糖含量％，x：长度/m，R2＝0.9131>0.9)；CK滴灌的玉米品质可溶性糖含量：y2＝—0.0238x+57.607(y2：可溶性糖含量％，x：长度/m，R2＝0.2406)。当y1与y2趋势线相交时，为3600Gs磁化水滴灌玉米可溶性糖含量与CK玉米可溶性糖含量达到一致。通过计算得知，当y1与y2相等时，梯度x为126.39m，y为54.60。由于地块宽度为100m，用计算公式：S＝L*W。通过玉米可溶性糖数据分析，得出磁场强度为3600Gs的磁化器可以管控的面积S为18.95亩。如图7所示，3600Gs磁化水滴灌的玉米品质蛋白质：y1＝—0.1512x+53.065(y1：蛋白质含量g/kg，x：长度/m，R2＝0.9499>0.9)。CK滴灌的玉米品质蛋白质：y2＝—0.0059x+34.508(y2：可溶性糖含量％，x：长度/m，R2＝0.0587)。当y1与y2趋势线相交时，为3600Gs磁化水滴灌玉米蛋白质含量与CK玉米蛋白质含量达到一致。通过计算得知，当y1与y2相等时，梯度x为127.72m，y为33.75。由于地块宽度为100m，用计算公式：S＝L*W。通过玉米蛋白质含量数据分析，得出所以磁场强度为3600Gs的磁化器可以管控的面积S为19.15亩。因此，磁场强度为3600Gs的磁化器对玉米品质可管控的有效面积S为为18.95—19.15亩。
如图6所示，2400Gs磁化水滴灌的玉米品质可溶性糖含量：y3＝—0.2089x+81.289(y3：可溶性糖含量％，x：长度/m，R2＝0.9525>0.9)；CK滴灌的玉米品质可溶性糖含量：y2＝—0.0238x+57.607(y2：可溶性糖含量％，x：长度/m，R2＝0.2406)。当y3与y2趋势线相交时，为2400Gs磁化水滴灌玉米可溶性糖含量与CK玉米可溶性糖含量达到一致。通过计算得知，当y3与y2相等时，梯度x为127.94m，y为54.56。由于地块宽度为100m，用计算公式：S＝L*W。通过玉米可溶性糖数据分析，得出磁场强度为2400Gs的磁化器可以管控的面积S为19.18亩。如图7所示，2400Gs磁化水滴灌的玉米品质蛋白质：y3＝—0.1864x+57.24(y3：蛋白质含量g/kg，x：长度/m，R2＝0.9716>0.9)；CK滴灌的玉米品质蛋白质：y2＝—0.0059x+34.508(y2：可溶性糖含量％，x：长度/m，R2＝0.0587)。当y3与y2趋势线相交时，为2400Gs磁化水滴灌玉米蛋白质含量与CK玉米蛋白质含量达到一致。通过计算得知，当y3与y2相等时，梯度x为125.94m，y为33.76。由于地块宽度为100m，用计算公式：S＝L*W。通过玉米蛋白质含量数据分析，得出所以磁场强度为2400Gs的磁化器可以管控的面积S为18.88亩。因此，磁场强度为2400Gs的磁化器对玉米品质可管控的有效面积S为18.88—19.18亩。
如图6所示，1200Gs磁化水滴灌的玉米品质可溶性糖含量：y4＝—0.2085x+80.53(y4：可溶性糖含量％，x：长度/m，R2＝0.9389>0.9)；CK滴灌的玉米品质可溶性糖含量：y2＝—0.0238x+57.607(y2：可溶性糖含量％，x：长度/m，R2＝0.2406)。当y4与y2趋势线相交时，为1200Gs磁化水滴灌玉米可溶性糖含量与CK玉米可溶性糖含量达到一致。通过计算得知，当y4与y2相等时，梯度x为124.11m，y为54.65。由于地块宽度为100m，用计算公式：S＝L*W。通过玉米可溶性糖数据分析，得出磁场强度为1200Gs的磁化器可以管控的面积S为18.61亩。如图7所示，1200Gs磁化水滴灌的玉米品质蛋白质：y4＝—0.1805x+55.887(y4：蛋白质含量g/kg，x：长度/m，R2＝0.9606>0.9)；CK滴灌的玉米品质蛋白质：y2＝—0.0059x+34.508(y2：可溶性糖含量％，x：长度/m，R2＝0.0587)。当y4与y2趋势线相交时，为1200Gs磁化水滴灌玉米蛋白质含量与CK玉米蛋白质含量达到一致。通过计算得知，当y4与y2相等时，梯度x为122.45m，y为33.78。由于地块宽度为100m，用计算公式：S＝L*W。通过玉米蛋白质含量数据分析，得出所以磁场强度为1200Gs的磁化器可以管控的面积S为18.36亩。因此，磁场强度为1200Gs的磁化器对玉米品质可管控的有效面积S为为18.36—18.61亩。
综上所述，磁场强度为3600Gs的磁化器对玉米品质可管控的有效面积S为18.95—19.15亩；磁场强度为2400Gs的磁化器对玉米品质可管控的有效面积S为18.88—19.18亩；磁场强度为1200Gs的磁化器对玉米品质可管控的有效面积S为18.36—18.61亩。
B.不同灌溉处理方式的玉米穗粒性状测定与分析比较
每个处理包括三个重复，每个重复每隔15m按梯度随机抽取1个样点，每个样点共计选取10个穗，进行亩株数、穗重、穗粒重、穗行数及行粒数的测定，分析比较各处理的玉米性状的差异。
表2玉米穗粒性状测定表
注：表中数据为三个重复的平均值
通过分析测定表明：如表2所示，3600Gs、2400Gs、1200Gs磁化水滴灌的玉米在15—105m时，3600Gs、2400Gs、1200Gs磁化处理的穗行数、行粒数、穗粒重、穗重均高于CK(无磁化)；据此用15—105m几个点来绘制不同强度磁化水滴灌玉米穗粒重、穗重的衰减趋势图，如图8、图9所示。
如图8所示，3600Gs磁化水滴灌的玉米穗粒重：y1＝—0.2061x+126.53(y1:穗粒重/g，x：长度/m，R2＝0.9543>0.9)；CK滴灌的玉米穗粒重：y2＝—0.0288x+105.3(y2：穗粒重，x：长度/m，R2＝0.1842)。当y1与y2趋势线相交时，为3600Gs滴灌玉米穗粒重与CK玉米穗粒重达到一致。通过计算得知，当y1与y2相等时，梯度x为119.74m，y为101.85。由于地块宽度为100m，用计算公式：S＝L*W。通过玉米穗粒重数据分析，得出磁场强度为3600Gs的磁化器可以管控的面积S为17.95亩。如图9所示，3600Gs磁化水滴灌的玉米穗重：y1＝—0.3059x+147.67(y1：穗重/g，x：长度/m，R2＝0.9051>0.9)。CK滴灌的穗重：y2＝—0.0591x+118.14(y2：穗重/g，x：长度/m，R2＝0.1863)。当y1与y2趋势线相交时，为3600Gs磁化水滴灌玉米穗重与CK玉米穗重达到一致。通过计算得知，当y1与y2相等时，梯度x为119.65m，y为111.07。由于地块宽度为100m，用计算公式：S＝L*W。通过玉米穗重数据分析，得出所以磁场强度为3600Gs的磁化器可以管控的面积S为17.94亩。因此，磁场强度为3600Gs的磁化器玉米穗粒性状可管控的有效面积17.94—17.95亩。
如图8所示，CK滴灌的玉米穗粒重：y2＝—0.0288x+105.3(y2：穗粒重，x：长度/m，R2＝0.1842)；2400Gs磁化水滴灌的玉米穗粒重：y3＝—0.241x+132.71(y3：穗粒重/g，x：长度/m，R2＝0.9524>0.9)。当y3与y2趋势线相交时，为2400Gs滴灌玉米穗粒重与CK玉米穗粒重达到一致。通过计算得知，当y3与y2相等时，梯度x为129.17m，y为101.58。由于地块宽度为100m，用计算公式：S＝L*W。通过玉米穗粒重数据分析，得出磁场强度为2400Gs的磁化器可以管控的面积S为19.37亩。如图9所示，2400Gs磁化水滴灌的玉米穗重：y3＝—0.3689x+147.67(y3：穗重/g，x：长度/m，R2＝0.9535>0.9)。CK滴灌的穗重：y2＝—0.0591x+157.64(y2:穗重/g，x：长度/m，R2＝0.1863)。当y3与y2趋势线相交时，为2400Gs磁化水滴灌玉米穗重与CK玉米穗重达到一致。通过计算得知，当y3与y2相等时，梯度x为127.5m，y为110.61。由于地块宽度为100m，用计算公式：S＝L*W。通过玉米穗重数据分析，得出所以磁场强度为2400Gs的磁化器可以管控的面积S为19.12亩。因此，磁场强度为2400Gs的磁化器玉米穗粒性状可管控的有效面积19.12—19.37亩。
如图8所示，CK滴灌的玉米穗粒重：y2＝—0.0288x+105.3(y2：穗粒重，x：长度/m，R2＝0.1842)；1200Gs磁化水滴灌的玉米穗粒重：y4＝—0.2543x+131.29(y4：穗粒重/g，x：长度/m，R2＝0.9863>0.9)。当y4与y2趋势线相交时，为1200Gs滴灌玉米穗粒重与CK玉米穗粒重达到一致。通过计算得知，当y4与y2相等时，梯度x为115.25m，y为101.98。由于地块宽度为100m，用计算公式：S＝L*W。通过玉米穗粒重数据分析，得出磁场强度为1200Gs的磁化器可以管控的面积S为17.28亩。如图9所示，1200Gs磁化水滴灌的玉米穗重：y4＝—0.3776x+155.02(y4：穗重/g，x：长度/m，R2＝0.918>0.9)。CK滴灌的穗重：y2＝—0.0591x+157.64(y2:穗重/g，x：长度/m，R2＝0.1863)。当y4与y2趋势线相交时，为1200Gs磁化水滴灌玉米穗重与CK玉米穗重达到一致。通过计算得知，当y4与y2相等时，梯度x为115.79m，y为111.3。由于地块宽度为100m，用计算公式：S＝L*W。通过玉米穗重数据分析，得出所以磁场强度为1200Gs的磁化器可以管控的面积S为17.36亩。因此，磁场强度为1200Gs的磁化器玉米穗粒性状可管控的有效面积17.28—17.36亩。
综上所述，磁场强度为3600Gs的磁化器对玉米穗粒性状可管控的有效面积S为17.94—17.95亩；磁场强度为2400Gs的磁化器对玉米穗粒性状可管控的有效面积S为19.12—19.37亩；磁场强度为1200Gs的磁化器对玉米穗粒性状可管控的有效面积S为17.28—17.36亩。
C.不同灌溉处理方式的产量分析比较
采取随机取样方法，每个处理每隔15m随机抽取3个样点，三个重复分别为三个样点，每个样点取0.01亩(6.67m2)，在样点之中选取有代表性的双行，实数收获穗数，计算亩收获穗数。在每个样点内随机抓取10个穗，计数穗粒数，后将10穗玉米脱粒，查数1000粒玉米称重，测出每个处理的千粒重，从而计算出亩产量；亩产量计算公式如公式①所示：
∑S＝A×N×V×0.85×10—6 ①
在公式①中：A为平均穗粒数，N为千粒重(克)，∑S为测产地块的亩产量，V为亩穗数。
表3不同处理下的不同梯度玉米测产表
注：表中数据为三个重复的平均值
通过分析测定表明：从测产结果来看，如表3所示，磁化水滴灌的玉米在15—105m时，3600Gs、2400Gs、1200Gs磁化处理的亩株数、亩穗数、平均穗粒数、千粒重及产量均高于CK(无磁化)；据此用15—105m几个点来绘制3600Gs、2400Gs、1200Gs磁化水滴灌玉米产量的衰减趋势图，如图10所示，。
如图10所示，3600Gs磁化水滴灌的玉米亩产量：y1＝—0.9759x+518.34(y3：亩产量/kg，x：长度/m，R2＝0.9189>0.9)；CK滴灌的玉米亩产量：y2＝—0.0376x+408.51(y2：亩产量/kg，x：长度/m，R2＝0.0267)。当y1与y2趋势线相交时，为磁化水滴灌玉米亩产量与CK玉米亩产量达到一致。通过计算得知，当y1与y2相等时，梯度x为117.05m，y为404.11。由于地块宽度为100m，用计算公式：S＝L*W。通过玉米亩产量数据分析，得出磁场强度为3600Gs的磁化器对玉米亩产量可以管控的面积S为17.55亩。
如图10所示，2400Gs磁化水滴灌的玉米亩产量：y3＝—1.1244x+543.94(y3：亩产量/kg，x：长度/m，R2＝0.9048>0.9)；CK滴灌的玉米亩产量：y2＝—0.0376x+408.51(y2：亩产量/kg，x：长度/m，R2＝0.0267)。当y3与y2趋势线相交时，为2400Gs磁化水滴灌玉米亩产量与CK玉米亩产量达到一致。通过计算得知，当y3与y2相等时，梯度x为124.61m，y为403.83。由于地块宽度为100m，用计算公式：S＝L*W。通过玉米亩产量数据分析，得出磁场强度为2400Gs的磁化器对玉米亩产量可以管控的面积S为18.68亩。
如图10所示，1200Gs磁化水滴灌的玉米亩产量：y4＝—1.0717x+529.87(y4：亩产量/kg，x：长度/m，R2＝0.9218>0.9)；CK滴灌的玉米亩产量：y2＝—0.0376x+408.51(y2：亩产量/kg，x：长度/m，R2＝0.0267)。当y4与y2趋势线相交时，为1200Gs磁化水滴灌玉米亩产量与CK玉米亩产量达到一致。通过计算得知，当y4与y2相等时，梯度x为117.36m，y为404.10。由于地块宽度为100m，用计算公式：S＝L*W。通过玉米亩产量数据分析，得出磁场强度为1200Gs的磁化器对玉米亩产量可以管控的面积S为17.60亩。
综上所述，磁场强度为3600Gs的磁化器对玉米亩产量可以管控的面积S为17.55亩；磁场强度为2400Gs的磁化器对玉米亩产量可以管控的面积S为18.68亩；磁场强度为1200Gs的磁化器对玉米亩产量可以管控的面积S为17.60亩。
总体来说，通过对3600Gs、2400Gs、1200Gs磁化水滴灌及CK滴灌的玉米品质、穗粒性状、亩产量的数据分析：在磁场强度为3600Gs的磁化器作用下，对玉米作物可管控的有效面积S为17.55—19.15亩；在磁场强度为2400Gs的磁化器作用下，对玉米作物可管控的有效面积S为18.68—19.37亩。在磁场强度为1200Gs的磁化器作用下，对玉米作物可管控的有效面积S为17.28—18.61亩。
6、不同磁化处理灌溉方式的土地资源的高效利用率分析
通过上述几组试验数据分析可得知：
一个磁场强度3600Gs磁化器所能管控的有效面积S为17.55—19.15亩，在磁场强度3600Gs的磁化器所能管控的面积范围内，磁化水滴灌的平均亩产为459.79kg/亩；CK滴灌的平均亩产为406.25kg/亩。因此在磁化器所能管控的面积范围内，有磁化水灌溉的玉米田比无磁化水灌溉的玉米田，平均每亩增产53.54kg。据此一个磁场强度3600Gs磁化装置在其管控的面积范围S为17.55—19.15亩内，能提升的玉米产量为939.6—1025.3kg。因此一个3600Gs的磁化器提高的玉米产量相当于普通2.31—2.52亩地块所生产的粮食产量。所以一个磁场强度3600Gs磁化器其土地资源的高效利用率为13.2％。
一个磁场强度2400Gs磁化器所能管控的有效面积S为18.68—19.37亩，在磁场强度2400Gs的磁化器所能管控的面积范围内，2400Gs磁化水滴灌的平均亩产为476.48kg/亩；CK滴灌的平均亩产为406.25kg/亩。因此在磁化器所能管控的面积范围内，有磁化水灌溉的玉米田比无磁化水灌溉的玉米田，平均每亩增产70.23kg。据此一个磁场强度2400Gs磁化装置在其管控的面积范围S为18.68—19.37亩内，能提升的玉米产量为1311.9—1360.4kg。因此一个2400Gs的磁化器提高的玉米产量相当于普通3.23—3.35亩地块所生产的粮食产量。所以一个2400Gs的磁化器其土地资源的高效利用率为17.3％。
一个磁场强度1200Gs磁化器所能管控的有效面积S为17.28—18.61亩，在磁场强度1200Gs的磁化器所能管控的面积范围内，磁化水滴灌的平均亩产为465.57kg/亩；CK滴灌的平均亩产为406.25kg/亩。因此在磁化器所能管控的面积范围内，有磁化水灌溉的玉米田比无磁化水灌溉的玉米田，平均每亩增产59.32kg。据此一个磁场强度1200Gs磁化装置在其管控的面积范围S为17.28—18.61亩内，能提升的玉米产量为1025.0—1103.9kg。因此一个1200Gs的磁化器提高的玉米产量相当于普通2.52—2.72亩地块所生产的粮食产量。所以一个磁场强度1200Gs磁化器其土地资源的高效利用率为14.6％。
由此可见，在CK处理数据基础上，3600Gs磁化器其土地资源的高效利用率为13.2％；2400Gs的磁化器其土地资源的高效利用率为17.3％；1200Gs的磁化器其土地资源的高效利用率为14.6％。
7、不同灌溉处理方式的水资源有效利用率分析
通过上述的几组试验分析发现：在相同灌溉水量(385m3/亩)严格控制及管理下，在磁场强度3600Gs的磁化器所能管控的面积范围内，磁化水滴灌的平均亩产为459.79kg/亩；在磁场强度2400Gs的磁化器所能管控的面积范围内，磁化水滴灌的平均亩产为476.48kg/亩；在磁场强度1200Gs的磁化器所能管控的面积范围内，磁化水滴灌的平均亩产为465.57kg/亩；CK滴灌的平均亩产为为406.25kg/亩。因此，在3600Gs、2400Gs、1200Gs磁化器所能管控的面积范围内，计算对水资源的高效利用率的公式如公式②所示：
在公式②中：△V为玉米磁化水滴灌比玉米普通水滴灌每亩所节约的用水量，V1为统一额度每亩灌溉量，S1为磁化水灌溉的玉米田每亩产量，S2为无磁化水灌溉的玉米田每亩产量。通过公式②可推算出3600Gs磁化处理平均每亩节水50—51方，增效13.3％；2400Gs磁化处理平均每亩节水66—67方，增效17.4％；1200Gs磁化处理平均每亩节水56—57方，增效14.8％。
总之，经对上述玉米作物品质、穗粒性状及产量的试验和监测实例分析表明：
①.在CK处理数据基础上，一个磁场强度为3600Gs的磁化器有效管控面积S为18—19亩；一个磁场强度为2400Gs的磁化器有效管控面积S为18—20亩；一个磁场强度为1200Gs的磁化器有效管控面积S为17—19亩。
②.在CK处理数据基础上，3600Gs的磁化器其土地高效利用率为13.2％；2400Gs的磁化器其土地高效利用率为17.3％；1200Gs的磁化器其土地高效利用率为14.6％。
③.在CK处理数据基础上，一个磁场强度为3600Gs的磁化器水资源有效利用率为13.3％；一个磁场强度为2400Gs的磁化器水资源有效利用率为17.4％；一个磁场强度为1200Gs的磁化器水资源有效利用率为14.8％。
④.在针对玉米作物土地及水资源高效利用的研究基础上，磁场强度应控制在1200—2400Gs，管控范围为17—20亩。
本发明具有的磁化水+滴灌技术方法采用磁化水滴灌+水量定控+有效灌溉面积组合集成技术，简单、环保，便于操作设置，通过该组合集成灌溉技术，达到玉米农作物的增产增收，最终在新疆干旱、水资源供应紧张的绿洲环境内试验效果极佳，可以大幅度提高玉米作物的品质及产量，最终达到对土地、水资源的高效利用，是对土地、水资源高效利用的一种最佳技术选择。
本发明总体技术优势为：
一、本发明是一种干旱环境下的绿洲玉米农作物磁水滴灌技术；其原理是灌溉水通过磁化后，断键形成由单分子或个体小分子团组成的磁化水体。增强水体在灌溉过程中对土壤的渗透性，以及对土壤矿物质和养分溶解性；更利于玉米农作物对水分与养分的吸收；其技术方法简单、环保，便于操作设置，在新疆干旱区绿洲环境内试验效果极佳，是农民朋友增产、增质的最佳技术选择。
二、本发明是通过磁化水滴灌增加农作物的产量和品质，从而达到对土地及水资源的高效利用。要求该技术配置的磁化器与滴灌系统无缝结合，构建成相对封闭的灌溉组合体系—磁化水滴灌+水量定控+有效灌溉面积组合集成技术，以达到最终对土地及水资源的高效利用，从而维护绿洲农业水资源及土地资源的可持续发展。
三、本发明探索出3600Gs、2400Gs、1200Gs的磁化器所能管控的有效面积，从而在玉米田上进行合理的磁化器布设，从而节约农民购买磁化器的成本。因为磁化器可以提高作物的产量及品质，所以用最少购买磁化器的成本为农民创造出更多的经济价值。
四、本发明是针对干旱区水资源供应紧张的绿洲环境下设计的一种玉米农作物灌溉技术方法，试验选择在在耕作前将磁化器安装，这样磁化水在播种期可有效地发挥作用。磁化水灌溉一直持续到收割前的两周，促进玉米品质的后期积累。最终在土地及水资源高效利用上，以2400Gs最佳，1200Gs次之。
五、本发明针对干旱环境下设计的试验，探索出一个磁化器所能管控的有效面积，并探索出3600Gs的磁化器所能管控的有效面积为18—19亩；2400Gs的磁化器所能管控的有效面积为18—20亩；1200Gs的磁化器有效管控面积S为17—19亩。
六、本发明针对干旱区绿洲设计的玉米丰产技术试验，探索出适宜于玉米丰产优质的最佳磁场强度范围应控制在1200—2400Gs，所能管控的有效面积S为17—20亩。
本发明是一种在干旱环境下对玉米农作物进行磁水滴灌的技术，适用于干旱区水资源供应紧张的绿洲环境；在水量定控的前提下，本发明配置的磁化器与滴灌系统无缝连接，构建成相对封闭的灌溉组合体系—磁化水滴灌+水量定控+有效灌溉面积组合集成技术；其原理是灌溉水通过磁化后，断键形成由单分子或个体小分子团组成的磁化水体。所以，增强水体在灌溉过程中对土壤的渗透性，以及对土壤矿物质和养分溶解性，及其玉米对水分与养分的吸收；因此，促进玉米作物的产量和品质提升，最终增加对土地资源的高效利用率，提高对水资源的有效利用率。本发明针对在干旱环境下设计的试验发现：磁化器所能管控的有效面积；3600Gs的磁化器所能管控的有效面积为18—19亩；2400Gs的磁化器所能管控的有效面积为18—20亩；1200Gs的磁化器有效管控面积S为17—19亩。本发明适宜于玉米丰产优质的最佳磁场强度范围应控制在1200—2400Gs，所能管控的有效面积S为17—20亩。本发明选择在耕作前安装磁化器，被磁化器磁化过的磁化水在播种期可有效地发挥作用。磁化水灌溉一直持续到收割前的两周，以至可以在产量及品质的提升中发挥重要作用。本发明针对玉米作物在干旱区绿洲农业上为达到土地及水资源高效利用，磁场强度最佳范围应被控制在1200—2400Gs，有效面积S控制在17—20亩，从而合理的在大田上进行合理的磁化器布局，从而节约农民购买磁化器的成本。因为磁化器可以提高作物的产量及品质，所以用最少购买磁化器的成本为农民创造出更多的经济价值。本发明所用水量定控在统一的标准385m3，构建磁化水滴灌+水量定控+有效灌溉面积组合集成技术，促进对土地及水资源的高效利用，以及玉米作物丰产优质的提升。本发明简单、环保，便于操作设置，在新疆干旱区绿洲环境内试验效果极佳。

Claims (2)

1.一种针对玉米农业资源高效利用的磁化水灌溉方法，其特征在于：①根据农田面积、走向、坡度与玉米作物的种植模式，将用于种植玉米的玉米条田划分为若干个面积相等的地块，每个地块的面积介于15—25亩；②在所有地块上种植玉米后布设包括滴灌首部、主管、支管与毛管在内的农田滴灌系统：在玉米田地之外固设滴灌首部，在玉米田地上按划分的地块形状对应布设支管和延伸至所有地块土壤的毛管，使滴灌首部通过主管连通各条支管，再使支管连通各条毛管；③在农田滴灌系统上布设无缝安装在每一个三通管接件连通主管与支管的出水口上的磁化器；④在玉米生长至果实成熟期的时段内，按单位周期开启农田滴灌系统对玉米田地进行定量滴灌，对玉米田地进行滴灌的次数为8次-10次，并且在每次对玉米田地进行滴灌的之时开始启动磁化器对经农田滴灌系统滴流至玉米田地土壤的滴灌水施加磁化强度为1200Gs、2400Gs或3600Gs的磁场继而对滴灌水进行磁化，使滴灌水被磁化后在滴灌至所有地块土壤里的磁场强度相应达到1200Gs、2400Gs或3600Gs，在每次对玉米田地进行滴灌的过程中始终使磁化器不间断地对滴灌水施加磁场且使滴灌水的流向垂直切割磁化器所施加的磁场，定量灌溉至每亩且被磁化器磁化过的滴灌水体积量为380m3-390m3。
2.根据权利要求1所述的针对玉米农业资源高效利用的磁化水灌溉方法，其特征是：定量灌溉至每亩且被磁化器磁化过的滴灌水体积量为385m3。
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