CN110574643B - 浅层补水方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种浅层补水方法和应用，涉及农业种植技术领域。该浅层补水方法包括以下步骤：a、根据待补水地区过去3～5年降雨情况判断待补水地区的旱季和雨季；b、作物采用宽窄行种植，种植密度为3400～4200株/亩，同一行的作物株距为30～40cm；c、在旱季对所述作物的浅层土壤进行补水，雨季不补水，所述浅层土壤为地表以下60cm内的土壤。该方法能有效提高水分利用效率。

Description

浅层补水方法和应用
技术领域
本发明涉及农业种植技术领域，特别是涉及一种浅层补水方法和应用。
背景技术
我国地域辽阔，跨越多个温度带，包括寒温带、中温带、暖温带、亚热带、热带。其中，广东南部、台湾南部、海南等地区属于热带地区。我国热带地区存在明显的雨季和旱季，雨季的降雨量大，约占整年降雨量的70％，地表以下大于60cm的深层土壤能够储存足够的水资源，含水量接近于饱和且基本恒定。但是，热带降雨时间过于集中，每年大概4个台风，累计持续时间12天左右，降雨量累计达1000mm以上，大部分雨水以地表径流的方式损失，雨水的利用效率低。热带地区的旱季延续时间长，地表以下60cm内的浅层土壤含水量少。浅根作物根系较短，难以利用深层土壤中的水分。目前一般采用灌溉方式为浅层土壤补水，但是现有的灌溉利用效率低，水资源浪费严重，2010年我国农业灌溉水利用系数仅为0.5，远低于发达国家的水利用系数0.70-0.80。
因此，开发针对热带地区的浅根作物的节水灌溉方式，挖掘热区生产潜力，增加单位产出，能有效缓解我国热区人口多、耕地少矛盾，对国民生产具有重要的战略意义。
发明内容
基于此，有必要针对现有的浅层补水方法水资源浪费严重的问题，提供一种浅层补水方法，能有效提高水分利用效率。
一种浅层补水方法，包括以下步骤：
a、根据待补水地区过去3～5年的降雨情况判断待补水地区的旱季和雨季，所述旱季为平均降雨量低于50mm的月份，所述雨季为平均降雨量高于66mm的月份；
b、作物采用宽窄行种植，种植密度为3400～4200株/亩，同一宽行和/或同一窄行的相邻作物株距为30～40cm；
c、在旱季对所述作物的浅层土壤进行补水，雨季不补水，所述浅层土壤为地表以下60cm内的土壤。
上述方法，根据降雨情况对土壤进行补水，而且仅对浅层土壤进行补水，使作物充分利用水分，提高水分利用效率，提高作物的产量。
在其中一个实施例中，所述步骤a中，当待补水地区处于热带地区时，雨季为5月～10月，旱季为11月～次年4月。
在其中一个实施例中，所述步骤b中，所述宽窄行种植为：宽行的距离为48～52cm，窄行的距离为38～42cm，所述作物为浅根作物，所述浅根作物85％以上的根系分布在地表以下40cm内的土壤中。
在其中一个实施例中，所述步骤c中，所述补水的频率为6～8天/次，遇到雨天，雨后顺延3天再补水。
在其中一个实施例中，所述步骤c中，补水量为5～10mm/次，浅层土壤中含水量控制为26～27wt％。
在其中一个实施例中，所述步骤c中，保持补水后浅层土壤的固相率：液相率：气相率＝51％：32％：17％。
在其中一个实施例中，所述步骤c中，所述补水的方式为微喷灌或滴灌。
本发明一方面还提供一种上述浅层补水方法在菠萝栽培中的应用。菠萝为浅根作物，旱季时无法吸收深层土壤中的水分，若不及时补水会造成菠萝减产。采用本发明的浅层补水方法对在旱季对菠萝进行补水，保持浅层土壤中的水分充足，可供菠萝吸收利用，提高水水分利用率，提高菠萝的产量。
在其中一个实施例中，菠萝的种植时间为每年的8月和/或9月，经历缓慢生长期、快速生长期，当植株生长至长30cm以上的叶片数量≥39片后，进行人工催花，植株生长进入催花期、现红期、开花期、果实发育期、收获期、芽苗发育期，菠萝的生长期为18～22个月。在菠萝生长期间，旱季均采用上述补水方法进行补水，雨季不补水。
在其中一个实施例中，菠萝种植期间施肥采用以下方法：将肥料溶于水中得到肥料液，当需要施肥时，采用浅层补水设备施用肥料液；
所述肥料选自：尿素、硝酸铵钙、硝酸钾、氯化钾、磷酸二氢钾、磷酸一铵、聚合磷酸铵中的一种或多种；所述肥料施用的频率为6～8天/次，所述肥料液的浓度为4.6-7.3g/L。在浅层补水的同时还可以进行施肥，即采用浅层补水的补水设备进行施肥，肥料可直达菠萝根系，提高肥料的利用率，相对于传统进行大量补水、大量施肥(“大水大肥”)的补水施肥方法，大大减少了水和肥料的使用量，实现水增产、肥增效的双重目的。
在其中一个实施例中，所述补水设备包括：水源、水管、支管和滴灌管；所述水管一端连接所述水源，另一端连接支管；所述支管上连接有若干滴灌管，所述滴灌管埋设于浅层土壤中；所述水管上按工艺流程设有水泵、送止阀、压力表、过滤器和球阀；所述支管上也设有若干球阀。
在其中一个实施例中，所述水管连接肥料池，所述水管和所述肥料池通过肥料管连接。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明的方法，根据降雨情况对土壤进行补水，而且仅对浅层土壤进行补水，使作物充分利用水分，提高水分利用效率，提高作物的产量。
附图说明
图1为实施例中浅层补水设备；
图2为实施例中旱季补水前土壤含水量分布图；
其中，100、水管；101、水泵；102、逆止阀；103、压力表；104、过滤器；200、支管；201、球阀；300、滴灌管；400、施肥池；500、水源。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述。以下给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
实施例1
一种金菠萝(MD2)的补水方法，采用浅层补水设备进行补水，如图1所示，该浅层补水设备包括水源500、水管100和施肥池400，水管100连接水源500，施肥池400通过肥料管连接水管100；
水管100连接支管200，支管200上连接有若干根滴灌管300，滴灌管300的数量与宽行的数量相同；
水管上依次设有水泵101、逆止阀102、压力表103、过滤器104和球阀201，水泵101用于将水源500中的水和/或施肥池400中的肥料液抽至水管内，逆止阀102防止水或肥料液倒流，压力表103可以检测管内流体的压力；支管上设有若干球阀201，用于开启或关闭滴灌管300。
旱季补水前土壤含水量分布如表1和图2所示，从中可以看出浅层土壤中含水量随深度的增加逐步升高，深层土壤含水量处于饱和恒定状态。补水前土壤含水量分布为浅层补水的理论依据。
表1.热带地区补水前土壤含水量
土壤深度cm 土壤质量含水量 土壤深度cm 土壤质量含水量
0-5 0.2062 45-50 0.2886
5-10 0.2516 50-55 0.2863
10-15 0.2720 55-60 0.2741
15-20 0.2694 60-65 0.3726
20-25 0.2738 65-70 0.3809
25-30 0.2792 70-75 0.3751
30-35 0.2642 75-80 0.3851
35-40 0.2536 80-85 0.3905
40-45 0.2885 85-90 0.3967
对上述浅层土壤进行补水，补水方法包括以下步骤：
1)8月份在热带地区如海南岛或雷州半岛种植金菠萝幼苗，该地区雨季为5月～10月，旱季为11月～次年4月；种植密度为3400～4200株/亩，同一行的株距为35cm，采用宽窄行种植，宽行的距离为50cm，窄行的距离为40cm；
2)滴灌管铺设于宽行间的浅层土壤内，在11月～次年4月，每隔7天采用滴灌管进行一次补水，补水的深度为地表以下60cm内的浅层土壤，补水量为8mm/次，保持浅层土壤中含水量为26wt％，遇到雨天，雨后顺延3天再补水；每隔6～8天用上述浅层补水设备施肥，所用的肥料为尿素、磷酸二氢钾，肥料液的浓度为5g/L；
3)种植菠萝幼苗后，经历缓慢生长期、快速生长期，当菠萝植株生长至长30cm以上的叶片数量≥39片后，植株生长进入催花期、现红期、开花期、果实发育期、收获期、芽苗发育期，菠萝的生长期为18～22个月，在此期间，每逢旱季都采用步骤2)对菠萝进行补水，雨季不补水。
实施例2
一种金菠萝的补水方法，包括以下步骤：
1)8月份在热带地区如海南岛或雷州半岛种植金菠萝幼苗，种植密度为3400～4200株/亩，同一行的株距为35cm，采用宽窄行种植，宽行的距离为50cm，窄行的距离为40cm；
2)在宽行间铺设滴灌管，在11月～次年4月，每隔8天采用滴灌管进行一次补水，补水的深度为地表以下60cm内的浅层土壤，补水量为10mm/次，保持浅层土壤中含水量为27wt％，遇到雨天，雨后顺延3天再补水；每隔6～8天用浅层补水设备施肥，所用的肥料为尿素、磷酸二氢钾，肥料液的浓度为5g/L；
3)种植菠萝幼苗后，经历缓慢生长期、快速生长期，当菠萝植株生长至长30cm以上的叶片数量≥39片后，植株生长进入催花期、现红期、开花期、果实发育期、收获期、芽苗发育期，菠萝的生长期为18～22个月，在此期间，每逢旱季都采用步骤2)对菠萝进行补水，雨季不补水。
实施例3
一种金菠萝的补水方法，与实施例1的不同之处在于，旱季补水时每次的补水量为1～5mm。
实施例4
一种金菠萝的补水方法，与实施例1的不同之处在于，旱季补水时每次的补水量为10～15mm。
对比例1
一种金菠萝的补水方法，与实施例1的不同之处在于，旱季和雨季都不补水，种植时施基肥，在生长期间追肥2次。
实验例
统计实施例和对比例收获期的平均产量，结果如表2所示：
表2.不同补水方法的平均产量
补水方法 叶片数 叶片重(g) 植株鲜重(g) 果实重(kg) 果实增产(％)
实施例1 39 1656.67 1640.00 0.95 17.28％
实施例2 40 1913.33 1726.68 0.96 18.51％
实施例3 38 1533.33 1586.67 0.90 11.11％
实施例4 36 1680.00 1786.64 0.97 19.75％
对比例1 36 1116.67 1246.66 0.80 0
从表1可以看出，与对比例相比，本发明的补水方法增产明显。
不同补水方法对菠萝品质的影响如表3所示：
表3.不同补水方法对菠萝品质影响
补水方法 可溶性固形物(％) 可滴定酸度(％) Vc含量(mg/kg) 糖酸比
实施例1 16.23 4.85 282.90 10.71
实施例2 14.15 2.83 232.90 19.83
实施例3 15.32 3.14 259.53 26.50
实施例4 13.07 2.95 189.83 54.78
对比例1 15.33 4.24 260.10 19.16
表4.不同补水技术对菠萝中糖含量的影响
补水方法 可溶性糖(％) 果糖(mg/g) 葡萄糖(mg/g) 蔗糖(mg/g)
实施例1 51.31 31.45 34.63 35.32
实施例2 55.50 20.72 23.28 67.48
实施例3 78.64 30.34 38.09 60.88
实施例4 149.42 19.07 22.82 93.31
对比例1 79.66 42.54 41.49 53.08
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种浅层补水方法在菠萝栽培中的应用，其特征在于，所述浅层补水方法包括以下步骤：
a、根据待补水地区过去3～5年的降雨情况判断待补水地区的旱季和雨季，所述旱季为平均降雨量低于50mm的月份，所述雨季为平均降雨量高于66mm的月份；
b、作物采用宽窄行种植，所述作物为菠萝，种植密度为3400～4200株/亩，同一宽行和/或同一窄行的相邻作物株距为30～40cm；所述宽窄行种植为：宽行的距离为48～52cm，窄行的距离为38～42cm；
c、在旱季对所述作物的浅层土壤进行补水，补水的频率为6～8天/次，遇到雨天，雨后顺延3天再补水，补水量为5～10mm/次，保持浅层土壤中含水量为26～27wt％，保持补水后浅层土壤的固相率：液相率：气相率＝51％：32％：17％，雨季不补水，所述浅层土壤为地表以下60cm内的土壤。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述步骤a中，当待补水地区处于热带地区时，雨季为5月～10月，旱季为11月～次年4月。
3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述步骤c中，所述补水的方式为微喷灌或滴灌。
4.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，菠萝的种植时间为每年的8月和/或9月，经历缓慢生长期、快速生长期，当植株生长至长30cm以上的叶片数量≥39片后，进行人工催花，植株生长进入催花期、现红期、开花期、果实发育期、收获期、芽苗发育期，菠萝的生长期为18～22个月。
5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，菠萝种植期间施肥采用以下方法：将肥料溶于水中得到肥料液，当需要施肥时，采用浅层补水设备施用肥料液；
所述肥料选自：尿素、硝酸铵钙、硝酸钾、氯化钾、磷酸二氢钾、磷酸一铵、聚合磷酸铵中的一种或多种；所述肥料施用的频率为6～8天/次，所述肥料液的浓度为4.6-7.3g/L。
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