CN115474534A - 一种低成本高效益棉田滴灌系统及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种低成本高效益棉田滴灌系统及其使用方法。所述棉田滴灌系统包括过滤装置和供水装置；其中，所述过滤装置根据不同水源类型采用不同类型的单一过滤装置或组合过滤装置；所述供水装置包括多级干管、支管和毛管，所述干管埋置于冻土层以下或地下80cm以下深度；支管铺设于地表；所述毛管选用单翼迷宫式滴灌带或内镶贴片式滴灌带，滴灌带运行压力3～7m，其中内镶贴片式滴灌带的滴头流道为锯齿形或S形或其它演生型，滴头流量1.8～3.2L/h；单翼迷宫式滴灌带的滴头流量为2.0～3.4L/h，滴灌带单侧长度为40～60m。应用本发明方法的示范田平均单产较对照增加8.5kg/亩，平均投入减少33.8元/亩。
Description
技术领域
本发明涉及棉花种植技术领域，特别涉及一种适宜棉花种植的低成本高效益的棉田滴灌系统及其使用方法。
背景技术
棉花的生长需要丰富的热量、适宜的水分、养分和肥沃的土壤，新疆是我国的主要棉花产区。由于新疆日照充足、干旱少雨的独特自然生态条件，水资源是限制该棉区棉花发展的最大障碍。
虽然滴灌是现代节水设施农业的典型代表，其节水和增产效果显著，但由于其投入成本高，特别是发达国家常用的滴灌设施通常折合亩成本高达 3000元/亩左右，导致滴灌技术主要应用在高附加值的蔬菜、园艺瓜果上，一般大田作物大面积应用滴灌技术报道较少。
作为大田作物，新疆棉花滴灌技术应用面积较大，获得较好的节水和增产作用，但由于已有滴灌设施的高投入，再加上化肥、农药等其它农资用量较大，导致新疆棉花生产成本达17500元/吨左右。新疆已使用膜下滴灌技术多年，积累了不少经验与教训，但膜下滴灌棉田，因需要安装相应设备，造成棉田投入高是不争之事实。虽然生产中，为降低滴灌投入也开展了一些试验示范，但多为零星报道，缺乏系统性和完整性，适宜棉花种植的低成本高效益的棉田滴灌技术亟待完善，在确保现有滴灌棉田增产稳产的前提下，如何降低滴灌设施投入，并高效运转，势在必行。
因此，需要提供一种新的低成本高效益棉田滴灌系统及其使用方法来解决上述问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种新的低成本高效益棉田滴灌系统及其使用方法，旨在解决现有膜下滴灌技术成本投入高的问题。
为实现上述目的，本发明提供的一种低成本高效益棉田滴灌系统，包括过滤装置和供水装置；
所述过滤装置包括地表水过滤系统或者地下水过滤系统中的一种或者多种，以对应不同的水源类型；
所述供水装置包括多级的干管、支管以及毛管，所述过滤装置连接在水源与所述干管之间，所述水源通过离心泵或潜水泵输送至所述干管、支管或者毛管组成的灌溉管网中；所述干管的末端安装有泄水阀，所述干管埋置于冻土层以下或地下80cm以下深度；所述每根干管对应连通多根所述支管，所述支管铺设于地表，且单根所述支管的铺设长度为50～100m；多根所述毛管对应连通所述支管，铺设于地表且位于膜下位置，单根所述滴灌带单侧铺设长度为40～60m，所述毛管选用单翼迷宫式滴灌带或内鑲贴片式滴灌带，滴头间距为200～300mm，所述毛管的滴头朝上放置；其中，所述内鑲贴片式滴灌带的滴头流道为锯齿形或S形或其演生型，滴头流量1.8～3.2L/h；所述单翼迷宫式滴灌带的滴头流量为2.0～3.4L/h；所述滴灌带运行压力3～7m (0.03～0.07MPa)。
可选地，在使用地表水灌溉时的所述地表水过滤系统包括泵前过滤装置和泵后过滤装置，其中，所述泵前过滤装置包括沉淀池与无压自清洗网式过滤器，所述泵后过滤装置根据水质净化处理需求包括择网式过滤器或叠片过滤器中的一种或者两者的组合；在使用地下水灌溉时的所述地下水过滤系统不包括泵前过滤装置，仅包括泵后过滤装置，所述泵后过滤装置包括离心过滤器与网式过滤器的组合式过滤装置或者包括离心过滤器与叠片过滤器的组合式过滤装置。
可选地，所述干管为PVC管材，其管径大于所述支管和毛管的管径；所述支管为承载压力0.25Mpa的PE软管，所述支管的管径为选自75mm、90 mm、110mm和125mm中的一种。
可选地，所述棉田为宽窄行种植棉田时，所述毛管为两行一带铺设模式，所述毛管铺设在窄行中间或一侧，其中，距离其最近的种植行距离为5～7cm；所述棉田为76cm等行距种植棉田时，所述毛管采用一行一带铺设模式，所述毛管距离供水目标种植行距离5～7cm。
可选地，所述毛管采用单年一次性使用滴灌带，所述支管采用2～3年使用寿命的PE管材。
本发明还提供一种基于上述任一项所述的棉田滴灌系统的使用方法，包括：
滴水灌溉：采用支管分组轮灌的方式进行滴水灌溉，其中，
在播种出苗后开始滴灌，生育期共滴水7～12次，每次灌水周期5～9d， 8月20日之前每次滴灌灌水定额25～35m3/亩，8月20日之后每次滴灌灌水定额为20～25m3/亩，滴灌均匀度控制在80～90％；
滴灌追肥：通过在所述过滤装置的泵后过滤装置前安装的控制性施肥专用系统，将水溶性肥料或液态肥注入施肥系统，利用滴灌系统的压力管网将溶有肥料的水溶液输送至作物根系土壤，其中，
蕾期滴水时，每次随水滴施N肥0.8～1.0kg/亩，每1～2次滴水，随水滴施1次P2O5肥，P2O5肥每次用量1.0～1.2kg/亩；
花铃期时，8月5日之前，每次滴灌时随水滴施N肥用量0.9～1.5kg/亩， 8月5日之后，每1～2次滴水，滴施N肥1次，每次N肥用量0.6～1.2kg/ 亩；另外，7月25日之后，根据棉花长势长相与目标产量，随水滴施P2O5肥和K2O肥1～2次，每次P2O5肥和K2O肥投入量分别为0.5～1.2kg/亩。
可选地，还包括步骤：在所述棉田为盐碱较重时，在苗期和蕾期滴灌作业时，随水滴施土壤调理剂1～2次，其中，所述土壤调理剂为用于盐碱地改良和提高盐碱地肥料利用率的全溶性腐植酸类肥料或腐殖酸土壤改良剂。
可选地，所述使用方法的停水时间一般在8月下旬至9月上旬，但在吐絮期遇气温高的年份或棉花出现旱相时，停水时间延长5～10天；且在9月上旬再滴水灌溉1次。
可选地，所述滴水灌溉的步骤中还包括：在播种后且棉田土壤因欠墒不能满足出苗要求时，播种后应立即进行滴水灌溉1～2次，每次灌水周期4～6 天，每次滴水量6～25m3/亩。
本发明提出的上述技术方案，为了降低棉花投入成本是新疆棉花生产亟待解决的技术难题，主要通过过滤装置选择、供水装置设计、毛管铺设、灌溉和追肥等环节的改进和创新，确保系统是在滴灌带低水压、滴头大流量的滴灌模式下运行。
其中，不同水源类型采用不同的过滤装置，滴灌供水装置采用干管+支管 +毛管的三级供水装置，通过设置其所用毛管为1次性使用产品，支管为2～3 次性使用产品，所用支管、毛管均由97～100％回收PE再生材料制作，水源过滤装置只须确保当季毛管不堵塞，且能正常运转即可。毛管滴灌带采用单翼迷宫式滴灌带或内鑲贴片式滴灌带(简称贴片式滴灌带)，贴片式滴灌带流道为锯齿形或S形或其演生型。毛管和支管均铺设在地表，毛管滴头朝上放置，毛管通过带有滴灌带铺设功能的播种一体机铺设完成，采用支管轮灌方式，生长期共滴水7～12次，滴灌均匀度控制在80～90％，结合水肥一体化投入，让灌溉水和溶解于水的肥料经过干管、支管和毛管，缓慢、均匀、定时、定量地浸润棉花根系发育区域，实现棉花根系范围内局部灌溉效果，最终获得棉花高产高效的目的。
另外，通过对国内外已有滴灌设施及装备的关键部件重新设计，从而确保系统的低成本设计，为此明确大流量(滴头流量2.0～3.4L/h)、低水压[滴灌带运行压力3～7m(0.03～0.07MPa)]，低滴灌均匀度(80～90％)，打破了国内外其它地区滴灌设施常用的小流量(滴头流量1.0～1.8L/h)、大管径(管径高达22mm)、高水压[滴灌带运行压力10m(0.03～0.25MPa)]，高滴灌均匀度(≥90％)的常规设计思路，本发明采用大支管直接轮灌，减少铺管投入、水肥投入合理且完全一体化运筹，重新设计的滴灌系统投入成本仅约相当于发达国家成本1/6，再加上科学的水肥运筹，既确保棉田高产，又大幅度降低生产成本。示范田单产385～439kg/亩，实施例平均单产较对照增加8.5kgg亩，而平均投入减少33.8元/亩，达成降本增效的目的，满足了新疆棉花生产需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明一实施例中棉田滴灌系统的结构示意图。
本发明的目的、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本实施例中的附图，对本实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，本实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……) 仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请结合图1所示，本发明提供的一种棉田滴灌系统包括过滤装置、供水装置，以及与所述供水装置中的干管10连接的控制性施肥专用装置3。
所述过滤装置可以包括地表水过滤装置和地下水过滤装置中的一种或者多种。
具体来说，所述过滤装置选择，须根据不同水源类型采用不同类型的单一过滤装置或组合过滤装置。当使用地表水灌溉时，须设置泵前过滤装置和泵后过滤装置，其中泵前过滤装置通常由沉淀池1与无压自清洗网式过滤器构成，泵后过滤装置4根据水质净化处理需求，选择网式过滤器、叠片过滤器或两者的组合式。当使用地下水灌溉时，无泵前过滤装置，泵后过滤装置4 设置离心过滤器+网式过滤器或叠片过滤器的组合式过滤装置。
所述供水装置包括多级干管10、支管20和毛管30，所述过滤装置连接在水源与所述干管10之间，所述水源通过水泵2(离心泵或潜水泵)输送至灌溉管网(多级干管、支管和毛管)中，水泵2后依次安装控制性施肥专用装置3、干管10、支管20和毛管30；所述干管10的末端安装有泄水阀，所述干管10埋置于冻土层以下或地下80cm以下深度；所述每根干管10对应连通多根所述支管20，所述支管20铺设于地表，且单根所述支管20的铺设长度为50～100m；每根所述支管20对应连通多根所述毛管30，所述毛管30 铺设于地表且位于膜下位置，单根所述毛管30的单侧铺设长度为40～60m。
具体的实例中，所述干管10为PVC管材，所述干管10的管径大于所述支管20和毛管30的管径；所述支管20为承载压力0.25Mpa的PE软管，所述支管20的管径为选自75mm、90mm、110mm和125mm中的一种。
可选地，所述毛管30选用单翼迷宫式滴灌带或内鑲贴片式滴灌带，滴头间距为200～300mm，所述毛管30的滴头应朝上放置；其中，所述内鑲贴片式滴灌带的滴头流道为锯齿形或S形或其演生型，滴头流量1.8～3.2L/h；所述单翼迷宫式滴灌带的滴头流量为2.0～3.4L/h；所述毛管运行压力3～7m (0.03～0.07MPa)，其管径为16mm，壁厚0.18mm。
毛管30的铺设可以通过带有滴灌带铺设功能的播种一体机，在拖拉机的牵引下，实现铺滴灌带、铺地膜和播种一条龙作业完成。
所述毛管30可以采用单年一次性使用滴灌带，所述支管20可以采用2～3年使用寿命的PE管材。其中，所用支管20、毛管30均由97～100％回收 PE再生材料(废旧支管、毛管、大棚膜等)制作，毛管30设计为1次性(1 年)使用产品，支管20为2～3次性(2～3年)使用产品。
所述棉田为宽窄行种植棉田时，所述毛管30为两行一带铺设模式，所述毛管30铺设在窄行中间或一侧(距离其最近种植行的距离为5～7cm)；所述棉田为76cm等行距种植棉田时，所述毛管30采用一行一带铺设模式，所述毛管30距离供水目标种植行距离5～7cm。
本发明还提供一种基于上述任一项所述的棉田滴灌系统的滴灌方法，包括：
滴水灌溉：采用支管分组轮灌的方式进行滴水灌溉，其中，在播种出苗后开始滴灌，生育期共滴水7～12次，每次灌水周期5～9天，8月20日之前每次滴灌灌水定额25～35m3/亩，8月20日之后每次滴灌灌水定额为20～25 m3/亩，滴灌均匀度控制在80～90％。滴灌播种出苗后，一般在5月底至6月初开始滴灌，其中，滴灌灌水定额的切换时间是可以根据实际的棉花生长情况和天气情况进行选择。
可选地，所述滴灌方法的停水时间一般在8月下旬至9月上旬，且在吐絮期遇气温高的年份或棉花出现旱相时，停水时间延长5～10天；且在9月上旬再滴水灌溉1次。其中，停水时间一般在8月下旬至9月初，若吐絮期遇气温高的年份或棉花出现旱相，停水时间可再延5～10天，即在9月上中旬再滴水1次。
可选地，还包括步骤：在所述棉田为盐碱较重时，在苗期和花蕾期滴水滴灌时，随水滴施土壤调理剂1～2次，其中，所述土壤调理剂为用于盐碱地改良和提高盐碱地肥料利用率的全溶性腐植酸类肥料或腐殖酸土壤改良剂。
滴灌追肥：通过在泵后过滤装置4前安装的控制性施肥专用装置将水溶性肥料或液态肥注入施肥系统，再利用滴灌系统的压力管网(由水泵提供压力)将溶有肥料的水溶液输送至作物根系土壤；
其中，蕾期时，每次滴水灌溉时随水滴施N肥0.8～1.0kg/亩，每1～2 次滴水灌溉时，随水滴施1次磷肥，P2O5肥每次用量1.0～1.2kg/亩；花铃期时，8月5日之前每次滴灌时随水滴施N肥0.9～1.5kg/亩，8月5日之后，每1～2次滴灌时随水滴施氮肥1次，N肥每次用量0.6～1.2kg/亩；另外，7 月25日之后，根据棉花长势长相与目标产量，随水滴施磷肥和钾肥1～2次，每次P2O5肥和K2O肥投入量分别为0.5～1.2kg/亩。
具体来说，生育期追肥，选用100％溶于水的水溶性肥料或水溶性液态肥，将其注入控制性施肥专用装置，再利用滴灌系统的压力管网(由水泵提供压力)将溶有肥料的水溶液输送至作物根系土壤，实现随水追肥作业。棉花蕾期和花铃期肥料运筹方法：肥料每次投入量应根据棉田土壤丰缺和基肥施用情况而定。其它管理措施同常规滴灌棉田。
以下结合具体棉田实际灌溉的实施例来说明：
下述的实施例1和实施例2均于2020～2021年在新疆阿瓦提县棉花良种繁育场三分场示范应用，每年示范面积约1800亩，该示范点位于新疆最大的植棉县之一的多浪奎特曼开发区，其核心区北纬N 40°43′25″，东经E 80°24′15″，是典型的南疆棉区自然生态条件，该实施点以地表水为水源，其中实施例1和实施例2示范面积约占当年总示范面积的60％、40％。
实施例1：
步骤1：过滤装置选择：滴灌系统首部过滤装置采用沉淀池，配置泵前无压自清洗网式过滤器+泵后网式；
步骤2：供水装置设计：系统采用干管+支管+毛管的三级管网供水装置，即干管与支管直接相连接，支管再与毛管直接相连接；干管均为PVC管材，埋置于冻土层以下，末端安装有泄水阀。支管选择PE软管，PE软管承载压力25m(0.25Mpa)，毛管为滴灌带，其采用单翼迷宫式滴灌带，滴头间距为200mm，管径均为16mm，壁厚0.18mm。其滴头流量为2.0L/h，滴灌带运行压力3～6m；
所用支管、毛管均由97～100％回收PE再生材料(废旧支管、毛管、大棚膜等)制作，其中毛管设计为1次性(1年)使用产品，支管为3年使用产品。毛管和支管均铺设在地表，其中毛管位于膜下位置，毛管滴头朝上放置，单根毛管单侧铺设长度40m；其中支管直径多为75规格，单根支管铺设长度 58m；
步骤3：毛管铺设：通过带有滴灌带铺设功能的播种一体机，在拖拉机的牵引下，实现铺滴灌带、铺地膜和播种一条龙作业完成。宽窄行种植棉田，其滴灌带为两行一带铺设模式，滴灌带铺设在窄行中间或一侧；76cm等行距种植棉田，滴灌带采用一行一带铺设模式，滴灌带距离供水目标种植行距离5 cm；
步骤4：灌溉：滴灌棉田采用支管轮灌方式，轮灌时间与次数：滴灌播种出苗后，在5月27日开始滴灌，灌水周期5～8天，棉花生长期共滴水11次，8月20日之前，每次滴灌灌水定额25～35m3/亩，之后，滴灌灌水定额通常为20～25m3/亩。滴灌均匀度控制在85％，停水时间在8月28日。
步骤5：追肥：
生育期追肥，选用100％溶于水的水溶性肥料或水溶性液态肥，将其注入控制性施肥专用装置，再利用滴灌系统的压力管网(由水泵提供压力)将溶有肥料的水溶液输送至作物根系土壤，实现随水追肥作业。
蕾期：每次滴水，均随水滴施N肥，每次用量0.8～1.0kg/亩；每1～2 次滴水，随水滴施1次磷肥，P肥每次用量1.0～1.2kg/亩。其中约150亩盐碱较重棉田在苗期滴灌时，随水滴施用于盐碱地改良土壤调理剂1次；
花铃期：8月5日之前每次滴灌，随水滴施N肥0.9～1.5kg/亩，之后，每1～2次滴灌，随水滴施N肥1次，每次滴施N肥0.6～1.2kg/亩，7月25 日之后，随水滴施磷肥和钾肥1次，每次P2O5肥和K2O肥投入量分别为0.5～ 1.2kg/亩。
步骤6：其它管理措施同常规滴灌棉田。
实施例2：
步骤1：过滤装置选择：滴灌系统首部过滤装置采用沉淀池，配置泵前无压自清洗网式过滤器+叠片过滤器。
步骤2：供水装置设计：系统采用干管+支管+毛管的三级管网供水装置，即干管与支管直接相连接，支管再与毛管直接相连接；干管均为PVC管材，埋置于地下100cm，末端安装有泄水阀。支管选择PE软管，PE软管承载压力25m(0.25Mpa)，毛管为滴灌带，其采用贴片式滴灌带，其滴头流道为S 形，滴头间距为300mm，管径均为16mm，壁厚0.18mm。其滴头流量为3.2 L/h；滴灌带运行压力4～7m。
所用支管、毛管均由97～100％回收PE再生材料(废旧支管、毛管、大棚膜等)制作，其中毛管设计为1次性(1年)使用产品，支管为2年使用产品。毛管和支管均铺设在地表，其中毛管位于膜下位置，毛管滴头朝上放置，单根毛管单侧铺设长度60m；其中支管直径多为90mm规格，单根支管铺设长度70m。
步骤3～6均与实施例1相同。
下述的实施例3和实施例4均于2020～2021年在新疆昌吉州玛纳斯县包家店镇冬麦地村西南新疆农业科学院棉花滴灌新技术示范田进行，每年示范面积约1260亩，该示范点核心区东经E86°22′50.05″，北纬N44°17′54.28″，是典型的北疆棉区自然生态条件，该实施点以地下水为水源，其中实施例3 和实施例4示范面积约占当年总示范面积的30％、70％。
实施例3：过滤装置4(图1)
步骤1：过滤装置选择：滴灌系统首部过滤装置采用泵后过滤装置4(图 1)：即泵后离心过滤器+网式过滤器，不配置任何泵前过滤装置；
步骤2：供水装置设计：系统采用干管+支管+毛管的三级管网供水装置，即干管与支管直接相连接，支管再与毛管直接相连接；干管均为PVC管材，埋置于地下80cm深度，末端安装有泄水阀。支管选择PE软管，PE软管承载压力25m(0.25Mpa)，毛管为滴灌带，其采用单翼迷宫式滴灌带，滴头间距为240mm，管径均为16mm，壁厚0.18mm。滴头流量为3.4L/h，滴灌带运行压力3～6m；
所用支管、毛管均由97～100％回收PE再生材料(废旧支管、毛管、大棚膜等)制作，其中毛管设计为1次性(1年)使用产品，支管为3年使用产品。毛管和支管均铺设在地表，其中毛管位于膜下位置，毛管滴头朝上放置，单根毛管单侧铺设长度50m；其中支管直径125mm，单根支管铺设长度100 m。
步骤3：毛管铺设：通过带有滴灌带铺设功能的播种一体机，在拖拉机的牵引下，实现铺滴灌带、铺地膜和播种一条龙作业完成。宽窄行种植棉田，其滴灌带为两行一带铺设模式，滴灌带铺设在窄行中间或一侧；76cm等行距种植棉田，滴灌带采用一行一带铺设模式，滴灌带距离供水目标种植行距离7 cm；
步骤4：灌溉：滴灌棉田采用支管轮灌方式，轮灌时间与次数：播种后，棉田土壤墒情不能满足出苗要求，播种后滴水1次，滴水量25m3/亩。出苗后，在5月26日又始滴灌，灌水周期5～7天，棉花生长期共滴水12次，8月20 日之前，每次滴灌灌水定额25～35m3/亩，之后，滴灌灌水定额通常为20～ 25m3/亩。滴灌均匀度控制在80～90％，停水时间8月23日。
步骤5：追肥：
生育期追肥，选用100％溶于水的水溶性肥料或水溶性液态肥，将其注入控制性施肥专用装置，再利用滴灌系统的压力管网(由水泵提供压力)将溶有肥料的水溶液输送至作物根系土壤，实现随水追肥作业。
其中蕾期一般每次滴水，均随水滴施N肥，每次用量0.8～1.0kg/亩；每次滴水，随水滴施1次P肥，每次用量1.0～1.2kg/亩。其中盐碱较重棉田在苗期滴灌时，随水滴施土壤调理剂1次；
其中花铃期，8月5日之前每次滴灌，随水滴施N肥0.9～1.5kg/亩，之后，每次滴灌，随水滴施N肥1次，每次滴施N肥0.6～1.2kg/亩，7月25 日之后，随水滴施P2O5肥和K2O肥2次，每次P2O5肥和K2O肥投入量分别为0.5～1.2kg/亩。
步骤6：其它管理措施同常规滴灌棉田。
实施例4：
步骤1：过滤装置选择：滴灌系统首部过滤装置采用泵后过滤装置4(图 1)：即泵后离心过滤器+叠片过滤器，不配置任何泵前过滤装置；
步骤2：供水装置设计：系统采用干管+支管+毛管的三级管网供水装置，即干管与支管直接相连接，支管再与毛管直接相连接；干管均为PVC管材，埋置于地下90cm深度，末端安装有泄水阀。支管选择PE软管，PE软管承载压力25m，毛管选用贴片式滴灌带，滴头间距为250mm，管径均为16mm，壁厚0.18mm。其滴头流道为S形的演生型，其滴头流量1.8L/h；滴灌带运行压力4～7m；
所用支管、毛管均由97～100％回收PE再生材料(废旧支管、毛管、大棚膜等)制作，其中毛管设计为1次性(1年)使用产品，支管为3年使用产品。毛管和支管均铺设在地表，其中毛管位于膜下位置，毛管滴头朝上放置，单根毛管单侧铺设长度50m；其中支管直径75mm，单根支管铺设长度50m；
步骤3：毛管铺设：通过带有滴灌带铺设功能的播种一体机，在拖拉机的牵引下，实现铺滴灌带、铺地膜和播种一条龙作业完成。宽窄行种植棉田，其滴灌带为两行一带铺设模式，滴灌带铺设在窄行中间或一侧；76cm等行距种植棉田，滴灌带采用一行一带铺设模式，滴灌带距离供水目标种植行距离6 cm；
步骤4：灌溉：滴灌棉田采用支管轮灌方式，轮灌时间与次数：播种后，棉田土壤墒情不能满足出苗要求，播种后滴水2次，每次滴水量10～15m3/ 亩。出苗后，在5月26日又始滴灌，灌水周期7～9天，棉花生长期共滴水8 次，8月20日之前，每次滴灌灌水定额25～35m3/亩，之后，滴灌灌水定额通常为20～25m3/亩。滴灌均匀度控制在80～90％，停水时间9月4日。
步骤5：追肥：生育期追肥，选用100％溶于水的水溶性肥料或水溶性液态肥，将其注入压差施肥罐(一种控制性施肥专用装置)，再利用滴灌系统的压力管网(由水泵提供压力)将溶有肥料的水溶液输送至作物根系土壤，实现随水追肥作业。
其中蕾期一般每次滴水，均随水滴施N肥，每次用量0.8～1.0kg/亩；每 2次滴水，随水滴施1次P肥，每次用量1.0～1.2kg/亩。其中盐碱较重棉田在苗期、蕾期滴灌时，分别随水滴施土壤调理剂1次；
其中花铃期，8月5日之前每次滴灌，随水滴施N肥0.9～1.5kg/亩，之后，每次滴灌，随水滴施N肥1次，每次滴施N肥0.6～1.2kg/亩，7月25 日之后，随水滴施P2O5肥和K2O肥1次，每次P2O5肥和K2O肥投入量分别为0.5～1.2kg/亩。
步骤6：其它管理措施同常规滴灌棉田。
实施结果：
于实施当年9月15～25日分别对本发明每个实施例进行测产，于当年收获后，核算其投入成本变化情况，以当年实施点周边高产棉田为对照，分别调查其出苗率，测产时对每一实施例随机选择2～3块棉田，每块棉田调查3～ 4个点，最终以每个实施例的两年平均值为该实施例的单产，以同样方法获得周边高产棉田单产。棉田投入变化以测产棉田为准，以每个实施例的两年平均值为该实施例的投入变化数据。
4个实施例测产结果分别是籽棉单产397、439、385、398kg/亩，平均单产为404.8kg/亩，周边对照是籽棉单产405、402、391、387kg/亩，平均单产为396.3 kg/亩，实施例平均单产较对照增加8.5kg/亩，4个实施例棉田投入分别较周边对照减少44、21、52、18元/亩，实施例平均投入减少33.8元/亩，因而达到了降本增效的目的，满足了新疆棉花生产需求。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (9)
1.一种低成本高效益棉田滴灌系统，其特征在于，包括过滤装置和供水装置；
所述过滤装置包括地表水过滤系统或者地下水过滤系统中的一种或者两种，以对应不同的水源类型；
所述供水装置包括多级的干管、支管以及毛管，所述过滤装置连接在水源与所述干管之间，所述水源通过离心泵或潜水泵输送至所述干管、支管或者毛管组成的灌溉管网中；所述干管的末端安装有泄水阀，所述干管埋置于冻土层以下或地下80cm以下深度；每根干管对应连通多根所述支管，所述支管铺设于地表，且单根所述支管的铺设长度为50～100m；多根所述毛管对应连通所述支管，铺设于地表且位于膜下位置，单根所述滴灌带单侧铺设长度为40～60m，所述毛管选用单翼迷宫式滴灌带或内鑲贴片式滴灌带，滴头间距为200～300mm，所述毛管的滴头朝上放置；其中，所述内鑲贴片式滴灌带的滴头流道为锯齿形或S形或其演生型，滴头流量1.8～3.2L/h；所述单翼迷宫式滴灌带的滴头流量为2.0～3.4L/h；所述滴灌带运行压力3～7m/0.03～0.07MPa。
2.根据权利要求1所述的棉田滴灌系统，其特征在于，
在使用地表水灌溉时的所述地表水过滤系统包括泵前过滤装置和泵后过滤装置，其中，所述泵前过滤装置包括沉淀池与无压自清洗网式过滤器，所述泵后过滤装置根据水质净化处理需求包括择网式过滤器或叠片过滤器中的一种或者两者的组合；
在使用地下水灌溉时的所述地下水过滤系统不包括泵前过滤装置，仅包括泵后过滤装置，其中，所述泵后过滤装置包括离心过滤器与网式过滤器的组合式过滤装置或者包括离心过滤器与叠片过滤器的组合式过滤装置。
3.根据权利要求1所述的棉田滴灌系统，其特征在于，所述干管为PVC管材，其管径大于所述支管和毛管的管径；所述支管为承载压力0.25Mpa的PE软管，所述支管的管径为选自75mm、90mm、110mm和125mm中的一种或多种的组合。
4.根据权利要求1所述的棉田滴灌系统，其特征在于，所述棉田为宽窄行种植棉田时，所述毛管为两行一带铺设模式，所述毛管铺设在窄行中间或一侧，其中，距离其最近的种植行距离为5～7cm；所述棉田为76cm等行距种植棉田时，所述毛管采用一行一带铺设模式，所述毛管距离供水目标种植行距离5～7cm。
5.根据权利要求1所述的棉田滴灌系统，其特征在于，所述毛管采用单年一次性使用滴灌带，所述支管采用2～3年使用寿命的PE管材。
6.一种基于如权利要求1-5中任一项所述的棉田滴灌系统的使用方法，其特征在于，包括：
滴水灌溉：采用支管分组轮灌的方式进行滴水灌溉，其中，
在播种出苗后开始滴灌，生育期共滴水7～12次，每次灌水周期5～9d，8月20日之前每次滴灌灌水定额25～35m3/亩，8月20日之后每次滴灌灌水定额为20～25m3/亩，滴灌均匀度控制在80～90％；
滴灌追肥：通过在过滤装置的泵后过滤装置前安装的控制性施肥专用系统，将水溶性肥料或液态肥注入施肥系统，利用滴灌系统的压力管网将溶有肥料的水溶液输送至作物根系土壤，其中，
蕾期滴水时，每次随水滴施N肥0.8～1.0kg/亩，每1～2次滴水，随水滴施1次P2O5肥，P2O5肥每次用量1.0～1.2kg/亩；
花铃期时，8月5日之前，每次滴灌时随水滴施N肥用量0.9～1.5kg/亩，8月5日之后，每1～2次滴水，滴施N肥1次，每次N肥用量0.6～1.2kg/亩；另外，7月25日之后，根据棉花长势长相与目标产量，随水滴施P2O5肥和K2O肥1～2次，每次P2O5肥和K2O肥投入量分别为0.5～1.2kg/亩。
7.根据权利要求6所述的使用方法，其特征在于，还包括步骤：在所述棉田为盐碱较重时，在苗期和蕾期滴灌作业时，随水滴施土壤调理剂1～2次，其中，所述土壤调理剂为用于盐碱地改良和提高盐碱地肥料利用率的全溶性腐植酸类肥料或腐殖酸土壤改良剂。
8.根据权利要求7所述的使用方法，其特征在于，所述使用方法的停水时间一般在8月下旬至9月上旬，但在吐絮期遇气温高的年份或棉花出现旱相时，停水时间延长5～10天；且在9月上旬再滴水灌溉1次。
9.根据权利要求7所述的使用方法，其特征在于，所述滴水灌溉的步骤中还包括：在播种后且棉田土壤因欠墒不能满足出苗要求时，播种后应立即进行滴水灌溉1～2次，每次灌水周期4～6天，每次滴水量6～25m3/亩。
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