TWI737212B

TWI737212B - 水稻田均勻分佈灌溉系統及其方法

Info

Publication number: TWI737212B
Application number: TW109107732A
Authority: TW
Inventors: 王裕民; 周映孜; 林素汝; 林汶鑫; 温子萱; 陳睿琦; 陳香旻; 翁于婷; 盤境期
Original assignee: 國立屏東科技大學
Priority date: 2020-03-09
Filing date: 2020-03-09
Publication date: 2021-08-21
Also published as: TW202133718A

Abstract

一種水稻田均勻分佈灌溉方法包含：於一灌溉裝置將一益生菌配方添加於一灌溉水，以獲得一益生菌配方灌溉水；將一水稻田之水分排放至乾涸，直至其土表形成乾裂；利用該灌溉裝置控制該益生菌配方灌溉水，以便將該益生菌配方灌溉水灌溉至該水稻田，以便該水稻田形成農地濕潤，以預防或防治一水稻作物發生病菌感染；及該灌溉裝置在農地表面乾固或乾裂與農地濕潤之間進行一交替循環灌溉程序，且該灌溉裝置提供一配送流速，以便配送該益生菌配方灌溉水。

Description

水稻田均勻分佈灌溉系統及其方法

本發明係關於一種水稻田〔paddy rice field〕均勻分佈〔homogenous distribution〕灌溉系統及其方法；特別是關於一種以益生菌〔probiotics〕配方進行水稻田均勻分佈灌溉系統及其方法；更特別是關於一種以益生菌配方依農地表面乾固〔dry〕或乾裂〔cracked〕與農地濕潤〔wet〕交替循環進行水稻田均勻分佈灌溉系統及其方法。

有關習用水稻田灌溉系統及其方法，例如：中國公開第CN-106386301號〝易於灌溉的水稻種植方法〞之發明專利申請案，其揭示一種易於灌溉的水稻種植方法。該易於灌溉的水稻種植方法包含：設置數個梯田；整地；浸種催芽；育苗；移植插秧。

承上，前述第CN-106386301號之易於灌溉的水稻種植方法之梯田結構包含：於該梯田堆置一第一田埂，並於該梯田設置數個水溝，且於該梯田設置至少一種植地，且於該梯田設置一第二田埂，且於該梯田設置一第一流水口，且於該梯田設置一第二流水口。

承上，前述第CN-106386301號之易於灌溉的水稻種植方法之整地包含：開啟該梯田之第二流水口，並浸泡該梯田之種植地，且於該種植地覆蓋腐熟混料全面翻土後，進行覆蓋一混合土料，且該混合土料包含旱田土、松針土、酒糟、塘泥、鋸末、尿素、硼酸及益生菌液。

承上，前述第CN-106386301號之易於灌溉的水稻種植方法採用設置該水溝、第一流水及和第二流水口，以便在水稻種植的過程中不同階段需求不同量的水，選擇性開啟該第一流水口及第二流水口，並將多餘的水儲存在該水溝，且利用該水溝內水的重力作用灌溉對應的下一塊種植地。

另一習用大米田灌溉系統及其方法，例如：中國公開第CN-108293733號〝一種富營養質數大米種植模式及方法〞之發明專利申請案，其揭示一種富營養質數大米種植模式及其方法。該富營養質數大米種植模式及其方法施入一有機肥、一無機殺蟲劑及一石英砂，而該有機肥及無機殺蟲劑經多種熟化處理，且該石英砂選自純淨60至200目，以形成酥鬆、多孔、富含豐富有機質及益生菌的土壤床層。

承上，前述第CN-108293733號之富營養質數大米種植模式及其方法採用淺水層灌溉的方法，以便適時灌水、早水間作模式，如此在土壤中水稻根部深入。另外，在水稻的不同生長期採用供給不同的營養液，並對大米葉面噴施補充營養基。

另一習用水稻田灌溉與土壤改良系統及其方法，例如：中華民國公開第TW-201824996號〝土壤改良組成物及其促進植物生長的方法〞之發明專利申請案，其揭示一種土壤改良組成物。該土壤改良組成物包含：一藻類破壁發酵物原液、一益生菌混合液及水。該益生菌混合液中之菌體包含：光合菌〔Photosynthetic bacteria〕、硝化菌〔Nitrifying bacteria〕、枯草桿菌〔Bacillus subtilis〕、乳酸菌〔Lactobacillus〕及放線菌〔Actinobacteria〕。

另一習用水稻田灌溉與土壤改良系統及其方法，例如：中華民國公開第TW-M577641號〝增進農業益生菌使用效率的益生菌載體單元〞之新型專利，其揭示一種益生菌載體單元。該益生菌載體單元適用於承載一益生菌粉末，而該益生菌粉末用以添加在一土壤中，以改善該土壤的菌種生態。

承上，前述第TW-M577641號之該益生菌載體單元包含一顆粒狀的載體及數個顆粒狀的沸石。該顆粒狀的載體之表面設有數個不規則的孔洞，而該顆粒狀的沸石容置於該顆粒狀的載體之孔洞內，且該顆粒狀的沸石具有一多孔狀表面，且該多孔狀表面可用以供該益生菌粉末附著填置，以便該益生菌粉末可隨該載體施灑於該土壤中。

然而，前述中國專利公開第CN-106386301號、第CN-108293733號、中華民國專利公開第TW-201824996號發明專利申請案及公告第TW-M577641號新型專利之有關水稻田灌溉與土壤改良系統及其方法仍存在進一步改良之需求，例如：提供水稻田如何均勻分佈灌溉技術。

前述中國專利公開第CN-106386301號、第CN-108293733號、中華民國專利公開第TW-201824996號及公告第TW-M577641號專利及專利申請案僅為本發明技術背景之參考及說明目前技術發展狀態而已，其並非用以限制本發明之範圍。

另有關習用水稻栽培系統及其方法，例如：中華民國公開第TW-201715963號〝塗覆水稻種子以及其製造方法〞之發明專利申請案，其揭示一種塗覆水稻種子。該塗覆水稻種子具有一塗覆層，以形成該塗覆水稻種子。該塗覆層包含α澱粉及氧化鋅。該α澱粉於2%水懸濁液中在20℃之膨潤度範圍為10至48mL/g。

另一習用水稻栽培系統及其方法，例如：中華民國公開第TW-201615083號〝經被覆之水稻種子及其製造方法〞之發明專利申請案，其揭示一種經被覆之水稻種子。該經被覆之水稻種子具有一被覆層，且該被覆層位在一水稻種子表面。該被覆層包含碳酸鈣及至少一種共聚物，而該共聚物為選自一共聚物群，且該共聚物群由選自於由苯乙烯丁二烯共聚物及甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯所形成之共聚物群。相對於該經被覆之水稻種子為100重量%，該碳酸鈣的含量為30至90重量%。

另一習用水稻栽培系統及其方法，例如：中華民國公開第TW-201613461號〝經塗覆之水稻種子及其製造方法〞之發明專利申請案，其揭示一種經塗覆之水稻種子。該經塗覆之水稻種子具有一塗覆層，且該塗覆層位於一水稻種子表面。該塗覆層包含氧化鐵及至少一種共聚物，而該共聚物為選自一共聚物群組，且該共聚物群組為選自由苯乙烯丁二烯共聚物及甲基丙烯酸甲酯丁二烯苯乙烯共聚物所構成之共聚物群組。相對於該經塗覆之水稻種子100重量%，該氧化鐵的含量為30至90重量%。

另一習用水稻栽培系統及其方法，例如：中華民國公開第TW-201538066號〝水稻種子用包覆材料及包覆之水稻種子〞之發明專利申請案，其揭示一種水稻種子用包覆材料。該水稻種子用包覆材料包含氧化鐵及α澱粉。該α澱粉於2%水懸浮液中在20℃下之膨潤度範圍為10至48mL/g。該水稻種子用包覆材料另包含農藥活性成分。

另一習用水稻栽培系統及其方法，例如：中華民國公開第TW-201029569號〝改良水稻生長損害之方法〞之發明專利申請案，其揭示一種於還原之土壤中改良水稻生長損害之方法。該於還原之土壤中改良水稻生長損害之方法在稻田中施加類新菸鹼類或芳基吡唑類。該類新菸鹼選自為益達胺〔imidacloprid〕、可尼丁〔clothianidin〕、賽果培〔thiacloprid〕、賽速安〔thiamethoxam〕、達特南〔dinotefuran〕或烯蟲靈〔nitenpyram〕。另外，該芳基吡唑選自為乙蟲清〔ethiprole〕或芬普尼〔fipronil〕。

然而，上述中華民國公開第TW-201715963號、第TW-201615083號、第TW-201613461號、第TW-201538066號及第TW-201029569號發明專利申請案之水稻栽培系統及其方法仍存在進一步改良之需求。

前述中華民國公開第TW-201715963號、第TW-201615083號、第TW-201613461號、第TW-201538066號及第TW-201029569號專利申請案僅為本發明技術背景之參考及說明目前技術發展狀態而已，其並非用以限制本發明之範圍。

另一習用水稻栽培系統及其方法，例如：中國公開第CN-104402650號〝一種用於種植水稻和玉米的微生物菌粉〞之發明專利申請案，其揭示一種用於種植水稻和玉米的微生物菌粉。該微生物菌粉由水稻和玉米根際益生菌、酵母菌、地衣芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌、豆粕、稻糠、麩皮、玉米漿乾粉、紅糖和純淨水配製而成。該水稻和玉米根際益生菌為0.5%至1%，酵母菌為2%至5%，地衣芽孢桿菌2%至2.5%，枯草芽孢桿菌1.5%至2%，豆粕10%至20%，稻糠35%至45%，麩皮10%至15%，玉米漿乾粉0.5%至1%，紅糖2%至2.5%及其餘純淨水。

另一習用水稻栽培系統及其方法，例如：中國公開第CN-105409663號〝一種有機水稻的生物種植方法〞之發明專利申請案，其揭示一種有機水稻的生物種植方法。該有機水稻的生物種植方法包含步驟：A、育苗：育秧前，每畝用15倍的除草型竹醋液30L，並將田間雜草噴濕噴透；B、漚田：插秧前，重複上述除草作業，每畝隨水沖施複合益生菌液2L至5L；C、施肥：栽種田底肥為每畝具350公斤碳素有機肥、50公斤非轉基因菜籽餅、10公斤天然礦物鉀肥作；D、插秧；E、殺蟲燈的放置；F、田間管理：採用1200倍植物誘導劑替代液及200倍的複合益生菌替代液混合，以每畝30L實現生態除草的目的。

另一習用水稻栽培系統及其方法，例如：中國公開第CN-106171887號〝一種水稻育苗基質及其製備方法〞之發明專利申請案，其揭示一種水稻育苗基質及其製備方法。該水稻育苗基質之質量百分比為：蘑菇養殖廢棄菌棒40份、羊糞40份、發明石16份、珍珠岩2份、表面活性劑1份、活性料0.8份、益生菌0.1份及微量元素0.1份。

另一習用水稻栽培系統及其方法，例如：中國公開第CN-106348895號〝一種水稻用發酵葉面肥及其製備方法〞之發明專利申請案，其揭示一種水稻用發酵葉面肥。該水稻用發酵葉面肥的原料組成包含亞硒酸鈉0.03至0.1、月桂氮卓酮0.1至0.2、羥脯氨酸0.2至0.3、硫酸鋅2至3、玉米芯粉10至17、硫酸亞鐵0.6至1、5-氨基乙酰丙酸0.1至0.2、硫酸甲基纖維素鈉1至2、乙酸薄荷酯0.1至0.2、尿素70至80、磷酸二氫銨14至20、大豆澱粉10至13、4%至6%的雙氧水16至17及氧化鈣2至3。

另一習用水稻栽培系統及其方法，例如：中國公開第CN-106901181號〝一種鹽鹼地水稻胚芽複合營養粉的製備方法〞之發明專利申請案，其揭示一種鹽鹼地水稻胚芽複合營養粉的製備方法。該鹽鹼地水稻胚芽複合營養粉的製備方法步驟：將鹽鹼地水稻精選用一培養液，且該培養液由無名葵、茯苓、桂圓、燕麥及紅糖水混合而製得；將該培養液發酵，並以釀酒酵母、產朊假絲酵母及約氏乳煙草複合益生菌發酵培養，以獲得一馴化液；將精選鹽鹼地水稻進行碾碎，並將一碾碎米浸泡於該馴化液中；將該鹽鹼地水稻精選放入一發芽器中催芽，並利用水漂洗乾淨；乾燥。在初步粉碎時，加入燕麥粉及茯苓粉，在充分攪拌後，將鹽鹼地水稻在該馴化液中馴化、培養及發芽。

另一習用水稻栽培系統及其方法，例如：中國公開第CN-106962084號〝一種提高水稻品質的種植方法〞之發明專利申請案，其揭示一種提高水稻品質的種植方法。該提高水稻品質的種植方法包含：水稻生長各時期的施肥包含浸種育苗和插秧、分蘗盛期、分蘗末期、孕穗期、灌漿期等；排水；灌水；病蟲害的滋生等。使用生態有機肥及生物綠肥為基肥，並利用植物益生菌及水肥體化。

另一習用水稻栽培系統及其方法，例如：中國公開第CN-107586164號〝一種水稻專用生物功能型菌肥及其製造方法〞之發明專利申請案，其揭示一種水稻專用生物功能型菌肥。該水稻專用生物功能型菌肥之主要原料包含豆粕、米糠、食用菌粒及益生菌，並經過特殊發酵工藝發酵而成。

另一習用水稻栽培系統及其方法，例如：中國公開第CN-108329148號〝一種水稻種植專用複合型肥料〞之發明專利申請案，其揭示一種水稻種植專用複合型肥料。該水稻種植專用複合型肥料包含黃腐酸鉀1至4份、微生物菌劑0.1至0.5份、紅鉀0.8至1.5份、聚丙烯酰胺0.6至1份、發酵複合菌0.4至0.9份、色氨酸0.2至0.8份、蚯蚓粉3至9份、稻殼粉6至10份、混合菌種粉3至7份、紅薯粉4至9份、腐殖酸1至4份、高溫放線菌0.4至0.7份、抗氧劑0.1至0.5份、中微量元素0.2至0.5份、酒糟粉4至9份、硫酸亞鐵0.2至0.5份、肥料發酵劑0.4至1份、亞硒酸鈉0.4至0.9份、氯化鉀0.7至1.2份、複合益生菌0.1至0.4份、植物殘枝6至10份、動物骨骼粉5至9份、固氮藻0.6至1.2份及黃磷爐渣2至7份之重量份。

另一習用水稻栽培系統及其方法，例如：中國公開第CN-109206233號〝一種水稻專用生物灌根肥的配製方法〞之發明專利申請案，其揭示一種水稻專用生物灌根肥的配製方法。該水稻專用生物灌根肥的配方〔重量百分比〕L-脯氨酸0.1%至1.1%、D-泛酸鈣1.2%至2.2%、氯化鎂0.3%至1.3%、乳雙歧動物雙歧桿菌1.6%至2.6%、碳酸鈉1%至1.9%、黑螞蟻提取物0.8%至1.8%、大腸桿菌1.2%至2.2%、聚丙烯酸樹脂0.7%至1.7%、二甲基甲苯酚醇亞硫酸甲氧基萘0.5%至1.5%、遲緩芽孢桿菌2.8%至3.9%、碳酸錳2.7%至3.7%、蛇膽提取物2.6%至3.6%、苦地丁2.2%至3.2%、槓板歸1.9%至2.9%、微晶纖維素1.8%至2.8%、半枝蓮1.6%至2.6%、半邊蓮1.7%至2.7%、黃芪多醣2.3%至3.3%、益生菌2.7%至3.7%及水69.5%至51.3%。

另一習用水稻栽培系統及其方法，例如：中國公開第CN-109320344號〝一種水稻專用生物富鋅營養液的配製方法〞之發明專利申請案，其揭示一種水稻專用生物富鋅營養液的配製方法。該水稻專用生物富鋅營養液的配方〔重量百分比〕蛋氨酸脂質類似物0.2%至1.2%、崗梅根物0.3%至1.3%、固氮放線菌0.5%至1.5%、天麻提取物0.6%至1.6%、竹瀝0.7%至1.7%、芍藥提取物0.9%至1.9%、歐米伽1%至2%、em菌0.8%至1.8%、二甲基甲苯酚醇亞硫酸甲氧基萘1.1%至2%、遲緩芽孢桿菌2.9%至3.9%、碳酸錳2.8%至3.8%、蛇膽提取物2.7%至3.7%、長雙歧桿菌3.1%至4%、南天竹葉2.6%至3.6%、密蒙花2.5%至3.5%、肉穗蓉提取物2.3%至3.2%、胡蘿蔔籽油2.2%至3.3%、大麥苗粉1.9%至2.9%、益生菌1.7%至2.7%、酵母鋅1.9%至2.9及水67.3%至47.5%。

另一習用水稻栽培系統及其方法，例如：中國公開第CN-109485473號〝一種鹽鹼地水稻專用海藻微生物肥料〞之發明專利申請案，其揭示一種鹽鹼地水稻專用的海藻微生物肥料。該鹽鹼地水稻專用的海藻微生物肥料之營養成分包含海藻粒、朊酸、高度不飽和分子量、益生菌及合成有機氮，其有效活菌數

200.0億/g。利用微生物二步發酵海藻原料製備該海藻微生物肥料，且利用海藻包含藻元酸、海藻多醣及高度不飽和分子量等功能活性成分，其與該益生菌協同作用。

另一習用水稻栽培系統及其方法，例如：中國公開第CN-110249942號〝一種雜交水稻育種方法〞之發明專利申請案，其揭示一種雜交水稻育種方法。該雜交水稻育種方法包含步驟：選擇將巨型稻作為父本，並將海水稻作為母本；將該巨型稻種子及海水稻之種子分別進行浸泡於一浸泡液，而該浸泡液包含氯化鈉、硝酸鈰及姜粉之混合，且先於5℃至10℃浸泡1至3hrs，再於20℃至30℃浸泡18至24hrs，最後於50℃至55℃浸泡10至15mins，在浸泡後，將該巨型稻種子及海水稻種子經紫外燈及紅燈混合光源照射4至5hrs；在處理後，將該巨型稻種子及海水稻種子進行雜交，以獲得一F1種子，再將該F1種子與父本回交一次，以獲得一BC1F1種子；選擇鹽鹼地深翻20至30厘米進行整地，於每畝施營養料20至30kg。一複合營養料之原料包含椰子肉渣、草木灰、雞屎藤葉粉及EM益生菌，並將該BC1F1種子進行播種，在成熟後收穫稻穀。

然而，上述中國專利公開第CN-104402650號、第CN-105409663號、第CN-106171887號、第CN-106348895號、第CN-106901181號、第CN-106962084號、第CN-107586164號、第CN-108329148號、第CN-109206233號、第CN-109320344號、第CN-109485473號及第CN-110249942號發明專利申請案之水稻栽培系統、其肥料及其方法仍存在進一步改良之需求。

前述中國專利公開第CN-104402650號、第CN-105409663號、第CN-106171887號、第CN-106348895號、第CN-106901181號、第CN-106962084號、第CN-107586164號、第CN-108329148號、第CN-109206233號、第CN-109320344號、第CN-109485473號及第CN-110249942號專利申請案僅為本發明技術背景之參考及說明目前技術發展狀態而已，其並非用以限制本發明之範圍。

有鑑於此，本發明為了滿足上述技術問題及需求，其提供一種水稻田均勻分佈灌溉系統及其方法，其於一灌溉裝置將一益生菌配方添加於一灌溉水，以獲得一益生菌配方灌溉水，並將一水稻田之水分排放至乾涸，直至其土表形成乾裂，且利用該灌溉裝置控制該益生菌配方灌溉水，以便將該益生菌配方灌溉水灌溉至該水稻田，以預防或防治一水稻作物發生病菌感染，且該灌溉裝置在農地表面乾固或乾裂與農地濕潤之間進行一交替循環灌溉程序，以便減少使用灌溉水、降低肥料及農藥之使用量，因此相對於習用水稻田灌溉系統及其方法達成均勻分佈灌溉、水稻作物強化栽培及預防發生病菌感染之目的。

本發明之主要目的係提供一種水稻田均勻分佈灌溉系統及其方法，其於一灌溉裝置將一益生菌配方添加於一灌溉水，以獲得一益生菌配方灌溉水，並將一水稻田之水分排放至乾涸，直至其土表形成乾裂，且利用該灌溉裝置控制該益生菌配方灌溉水，以便將該益生菌配方灌溉水灌溉至該水稻田，以預防或防治一水稻作物發生病菌感染，且該灌溉裝置在農地表面乾固或乾裂與農地濕潤之間進行一交替循環灌溉程序，以便減少使用灌溉水、降低肥料及農藥之使用量，以便達成均勻分佈灌溉、水稻作物強化栽培、提升作物產量及預防發生病菌感染之功效。

為了達成上述目的，本發明較佳實施例之水稻田均勻分佈灌溉系統包含：

至少一灌溉裝置，其用以輸送一灌溉水；

至少一益生菌配方，其添加於該灌溉水，以獲得一益生菌配方灌溉水；

至少一水稻田，其選擇於該水稻田將水分排放至乾涸，直至其土表形成乾裂；及

至少一水稻作物，其栽培於該水稻田，且將該益生菌配方灌溉水灌溉至該水稻田，以便該水稻田形成農地濕潤，以預防或防治該水稻作物發生感染；

其中利用該灌溉裝置控制該益生菌配方灌溉水，以便將該益生菌配方灌溉水灌溉至該水稻田，且該灌溉裝置在農地表面乾固或乾裂與農地濕潤之間進行一交替循環灌溉程序，且該灌溉裝置提供一配送流速，以便配送該益生菌配方灌溉水。

本發明較佳實施例之該灌溉裝置利用一驅動單元以該配送流速輸送該益生菌配方灌溉水，以達成該水稻田之均勻分佈灌溉。

本發明較佳實施例之該配送流速由一地表斜率參數、一面積參數、一土壤水分吸收參數或其任意組合進行計算。

本發明較佳實施例之該配送流速搭配計算至少一最佳化灌溉時間，以達成該水稻田之均勻分佈灌溉。

本發明較佳實施例之該交替循環灌溉程序由一監測單元偵測該水稻田之農地表面乾固、乾裂或農地濕潤。

本發明較佳實施例之該水稻田添加該益生菌配方可減少使用灌溉水、降低肥料及農藥之使用量。

本發明較佳實施例之該水稻田具有一單一進水口及一單一出水口。

本發明較佳實施例之該灌溉裝置利用一栽培曆進行控制添加該益生菌配方於該水稻田，且該栽培曆包含秧苗期、分蘗始期及幼穗形成期。

本發明較佳實施例之該益生菌配方之益生菌在完全缺氮的培養條件下篩選而獲得。

本發明較佳實施例之該益生菌配方之益生菌添加一培養基。

本發明較佳實施例之該培養基包含葡萄糖、丙酮酸鈉、醋酸鈉及洋菜。

為了達成上述目的，本發明較佳實施例之水稻田均勻分佈灌溉方法包含：

於一灌溉裝置將一益生菌配方添加於一灌溉水，以獲得一益生菌配方灌溉水；

將一水稻田之水分排放至乾涸，直至其土表形成乾裂；

利用該灌溉裝置控制該益生菌配方灌溉水，以便將該益生菌配方灌溉水灌溉至該水稻田，以便該水稻田形成農地濕潤，以預防或防治一水稻作物發生病菌感染；及

該灌溉裝置在農地表面乾固或乾裂與農地濕潤之間進行一交替循環灌溉程序，且該灌溉裝置提供一配送流速，以便配送該益生菌配方灌溉水。

本發明較佳實施例之該灌溉裝置利用一栽培曆進行控制添加該益生菌配方於該水稻田，以便減少使用灌溉水、降低肥料及農藥之使用量。

本發明較佳實施例之該水稻作物為第一期稻作時，該益生菌配方適用於預防稻熱病。

本發明較佳實施例之該水稻作物為第二期稻作時，該益生菌配方適用於預防水稻白葉枯病。

本發明較佳實施例之該益生菌配方於土壤中可溶解殘肥、循環根圈營養及維持根圈生態系。

本發明較佳實施例之該益生菌配方包含Stenotrophomonas maltophilia菌株、Sphingobium yanoikuyae菌株或Bacillus aryabhattai菌株。

本發明較佳實施例之該益生菌配方另包含至少一黑糖液或一黑糖蜜，以便利用該黑糖液或黑糖蜜進行稀釋。

本發明較佳實施例之該益生菌配方另包含磷酸二氫鉀、磷酸氫二鉀或其任意組合培養基。

【00111】

1:智慧型灌溉系統

1a:監測單元

10:灌溉裝置

10a:配送流速

11:灌溉水

12:益生菌配方

100:交替循環灌溉程序

13:栽培曆

20:水稻田

20a:進水口

20b:出水口

21:水稻作物

第1圖：本發明第一較佳實施例之水稻田均勻分佈灌溉系統之方塊示意圖。

第2圖：本發明較佳實施例之水稻田均勻分佈灌溉方法之流程示意圖。

第3圖：本發明第二較佳實施例之水稻田均勻分佈灌溉系統之方塊示意圖。

第3A圖：本發明第二較佳實施例之水稻田均勻分佈灌溉系統之示意圖。

第4A圖：本發明較佳實施例之水稻田均勻分佈灌溉系統於菌株處理組與對照組在定植後其水稻植株之根長度及芽長度之柱狀圖。

第4B圖：本發明較佳實施例之水稻田均勻分佈灌溉系統於菌株處理組與對照組在定植後其水稻植株之總生物量之柱狀圖。

第5A圖：本發明較佳實施例之水稻田均勻分佈灌溉系統於菌株處理組與對照組在定植後其水稻植株之穗重之柱狀圖。

第5B圖：本發明較佳實施例之水稻田均勻分佈灌溉系統於菌株處理組與對照組在定植後其水稻植株之穗長之柱狀圖。

第5C圖：本發明較佳實施例之水稻田均勻分佈灌溉系統於菌株處理組與對照組在定植後其水稻植株之千粒重之柱狀圖。

第6A至6E圖：本發明較佳實施例之水稻田均勻分佈灌溉系統及其方法利用監測單元執行於試驗田、採用監測系統及獲得成功穗熟後影像計算發病率之一系列影像圖。

為了充分瞭解本發明，於下文將舉例較佳實施例並配合所附圖式作詳細說明，且其並非用以限定本發明。

本發明較佳實施例之水稻田均勻分佈灌溉系統及其方法適用於各種水稻田系統及其栽培方法〔例如：有機栽培水稻田、人工水稻田或梯田〕或各種水稻田灌溉系統及其方法〔例如：自動化灌溉系統或智慧型灌溉系統〕，但其並非用以限制本發明之應用範圍。

本發明較佳實施例之水稻田均勻分佈灌溉系統及其控制方法可避免灌溉水之各種營養物質〔例如：各種益生菌或各種土壤配方〕沉積於水稻田之特定位置〔例如：灌溉水進水口或灌溉水出水口〕，並適當控制灌溉水之流速及供給時間〔例如：自動化控制〕，但其並非用以限制本發明之應用範圍。

本發明較佳實施例之水稻田均勻分佈灌溉系統及其方法亦適用於各種不同地區水稻田及不同水稻品種，且依各種不同地區水稻田〔例如：台南市後壁區或其它地區〕及不同水稻品種〔例如：台南11號或其它品種〕調整其水稻栽培技術〔例如：調整水稻栽培曆〕，但其並非用以限制本發明之應用範圍。

第1圖揭示本發明第一較佳實施例之水稻田均勻分佈灌溉系統之方塊示意圖。請參照第1圖所示，本發明第一較佳實施例之水稻田均勻分佈灌溉系統包含一灌溉裝置10、一灌溉水11、一益生菌配方12、一交替循環灌溉程序100及至少一水稻田20，且該水稻田20用以容置至少一水稻作物21。

請再參照第1圖所示，舉例而言，該灌溉裝置10選自一灌溉系統，而該灌溉裝置10可選擇連接至少一引水系統〔water supply system〕，而該灌溉裝置10可選擇包含至少一幫浦裝置〔pump device〕或一驅動單元〔drive unit〕，且該灌溉裝置10相對另選擇包含一自動控制單元〔automatic control unit〕，以便該灌溉裝置10可選擇以自動化或半自動化方式輸送該灌溉水11。

請再參照第1圖所示，舉例而言，該灌溉裝置 10可選擇提供一配送流速〔dispensing speed〕10a，且該配送流速10a由一地表斜率〔slope〕參數、一面積〔area〕參數、一土壤水分吸收率〔soil absorbance〕參數或其任意組合進行計算，但其並非用以限制本發明之範圍。

請再參照第1圖所示，舉例而言，該灌溉水11可選擇由一灌排系統〔未繪示〕或一引水系統〔未繪示〕供應，而該灌溉水11及益生菌配方12由水利灌溉設施提供植物在分子生物學上微生物與植物交互作用，以達成共榮共生的友善環境水稻生產方法。

請再參照第1圖所示，舉例而言，該益生菌配方12之益生菌在完全缺氮的培養條件下篩選而獲得，而該益生菌配方之益生菌可選擇添加一培養基，且該培養基包含葡萄糖〔glucose〕、丙酮酸鈉〔sodium pyruvate〕、醋酸鈉〔sodium acetate〕及洋菜〔agar〕，以適當比例配製該培養基。

請再參照第1圖所示，舉例而言，該培養基可選擇14mM濃度的葡萄糖、23mM濃度的丙酮酸鈉、30mM濃度的醋酸鈉及20g/L濃度的洋菜，但其並非用以限制本發明之適用範圍。

請再參照第1圖所示，舉例而言，該交替循環灌溉程序100可選自一自動執行計算機程式，而該交替循環灌溉程序100可選擇提供於該灌溉裝置10之自動控制單元，且利用該交替循環灌溉程序100以自動化或半自動化方式控制該灌溉裝置10在農地表面乾固或乾裂與農地濕潤之間進行交替循環灌溉。

請再參照第1圖所示，舉例而言，該水稻田20可選擇具有或連接一灌溉系統〔未繪示〕、一自動化灌溉系統〔未繪示〕或一灌排系統〔未繪示〕，以便適當供應該灌溉水11及益生菌配方12。將該水稻作物21以適當技術手段種植於該水稻田20。

請再參照第1圖所示，舉例而言，該水稻田20可選擇具有一進水口20a〔或單一進水口，water inlet〕及一出水口20b〔或單一出水口，water outlet〕，而該進水口20a及出水口20b適當配置於該水稻田20之適當位置，且該進水口20a選擇適當對應於該出水口20b，以便將該灌溉水11及益生菌配方12引入至該水稻田20內。

請再參照第1圖所示，舉例而言，在進行灌溉作業時，於該水稻田20之進水口20a及出水口20b之周圍區域往往容易發生該灌溉水11之物質沉澱現象，即於該水稻田20發生該灌溉水11之物質不均勻沉澱現象，因此本發明較佳實施例之水稻田均勻分佈灌溉方法主要用以避免於該水稻田20之進水口20a及出水口20b之周圍區域發生不均勻沉澱。

第2圖揭示本發明較佳實施例之水稻田均勻分佈灌溉方法之流程示意圖，其對照於第1圖。請參照第1及2圖所示，本發明較佳實施例之水稻田均勻分佈灌溉方法包含步驟S1：首先，舉例而言，於該灌溉裝置10或其它適當位置以適當技術手段將該灌溉水11添加該益生菌配方12，以獲得一益生菌配方灌溉水。

請再參照第1及2圖所示，本發明較佳實施例之水稻田均勻分佈灌溉方法包含步驟S2：接著，舉例而言，以適當技術手段將一個或數個該水稻田20之水分排放至乾涸，直至其土表形成乾裂〔cracked ground surface〕。

請再參照第1及2圖所示，舉例而言，在培養及製備該益生菌配方12之益生菌上，該益生菌配方12另包含至少一黑糖液或一黑糖蜜，以便利用該黑糖液或黑糖蜜進行稀釋該益生菌配方12。

請再參照第1及2圖所示，舉例而言，該益生菌配方12可選擇包含Stenotrophomonas maltophilia菌株、Sphingobium yanoikuyae菌株或Bacillus aryabhattai菌株。該益生菌配方12另包含磷酸二氫鉀〔KH₂PO₄〕、磷酸氫二鉀〔K₂HPO₄〕或其任意組合培養基。

請再參照第1及2圖所示，舉例而言，於該灌溉水11添加該益生菌配方12可達成減少使用灌溉水、降低肥料及農藥之使用量，且依土壤條件可選擇調整該益生菌配方12。

請再參照第1及2圖所示，本發明較佳實施例之水稻田均勻分佈灌溉方法包含步驟S3：接著，舉例而言，利用該灌溉裝置10控制該益生菌配方灌溉水，並以適當技術手段將該益生菌配方灌溉水適當灌溉〔例如：間歇性的供水〕至該水稻田20，以便該水稻田20形成農地濕潤〔wet field〕，以預防或防治該水稻作物21發生病菌感染，且於該水稻田20中將該益生菌配方灌溉水灌溉至水位2至3公分或其它適當水位。

請再參照第1及2圖所示，本發明較佳實施例之水稻田均勻分佈灌溉方法包含步驟S4：接著，舉例而言，利用該灌溉裝置10在農地表面乾固或乾裂與農地濕潤之間進行該交替循環〔alternatively cycling〕灌溉程序〔irrigation procedure〕100，且該灌溉裝置100之驅動單元及自動控制單元可提供該配送流速10a，以便均勻配送該益生菌配方灌溉水至該水稻田20。該灌溉裝置10利用該驅動單元以該配送流速10a輸送該益生菌配方灌溉水，以達成該水稻田20之均勻分佈灌溉。依該地表斜率參數、面積參數或土壤水分吸收率參數，該配送流速10a計算至少一最佳化灌溉時間，以達成該水稻田20之均勻分佈灌溉。

請再參照第1及2圖所示，舉例而言，該益生菌配方12之益生菌以該配送流速10a在間歇性的供水能有效地將肥料輸送至該水稻田20之各個不同的位置，如此使土壤中的氮成份更被容易充分的分解，且其有利於該水稻作物21有效吸收，因此肥料的使用量減少一半以上，而所施用的肥料也有更高效率的被利用。簡言之，該益生菌配方12之所添加益生菌可達成節省灌溉水用量及減少肥料使用量，以避免後續產生土壤退化、土壤和水資源嚴重汙染等問題。

請再參照第1及2圖所示，舉例而言，該水稻作物21為第一期稻作時，該益生菌配方12適用於預防稻熱病。另舉例而言，該水稻作物21為第二期稻作時，該益生菌配方12適用於預防水稻白葉枯病。

請再參照第1及2圖所示，舉例而言，在功能上該益生菌配方12之益生菌於該水稻田20之土壤中可溶解殘肥、循環根圈營養及維持根圈生態系。另舉例而言，以該水稻田20之每平方公尺施用該益生菌配方12之濃度可選擇1ml 10⁷cfu〔Colony-forming unit〕濃度菌液；或，1公頃土地可選擇添加10至30公升益生菌。

第3圖揭示本發明第二較佳實施例之水稻田均勻分佈灌溉系統之方塊示意圖，其對應於第1圖之水稻田均勻分佈灌溉系統。第3A圖揭示本發明第二較佳實施例之水稻田均勻分佈灌溉系統之示意圖，其對應於第3圖之水稻田均勻分佈灌溉系統。請參照第3及3A圖所示，相對於第一較佳實施例，本發明第二較佳實施例之水稻田均勻分佈灌溉系統另包含一智慧型灌溉系統1，以便該智慧型灌溉系統1可提供一智慧灌溉功能。

請再參照第3及3A圖所示，舉例而言，本發明另一較佳實施例之水稻田均勻分佈灌溉系統另包含一栽培曆13，且依該栽培曆13包含秧苗期、分蘗始期及幼穗形成期，該智慧型灌溉系統1之智慧灌溉功能可進行適當灌溉至少一個或數個該水稻田20，且依該水稻作物21之不同水稻品種進行適當調整灌溉。

請再參照第3及3A圖所示，本發明另一較佳實施例之水稻田均勻分佈灌溉方法包含步驟：舉例而言，依該栽培曆13進行控制〔例如：程式化控制或其它控制方式，但其並非用以限制本發明之適用範圍〕添加該益生菌配方12於該水稻田20，以便減少使用灌溉水、降低肥料及農藥之使用量。

請再參照第3及3A圖所示，舉例而言，該栽培曆13包含秧苗期、分蘗始期及幼穗形成期。另外，依該水稻田20之不同地區或依該水稻作物21之不同水稻品種，該栽培曆13在細節上會有所不同的調整，或選擇該益生菌配方12之菌株。

請再參照第3及3A圖所示，舉例而言，該智慧型灌溉系統1可選擇具有數個〔multiple〕進水口20a及數個出水口20b，以形成一進水口陣列〔array〕及一出水口陣列。該水稻田20及水稻作物21可選擇搭配使用該益生菌配方12及化學肥料或有機肥料〔或選擇搭配使用農藥〕，且需要依據各地土壤的條件進行施肥。

請再參照第3及3A圖所示，舉例而言，本發明另一較佳實施例之水稻田均勻分佈灌溉系統另包含一監測單元1a，且該交替循環灌溉程序100由該監測單元1偵測該水稻田20之農地表面乾固、乾裂或農地濕潤。

第4A圖揭示本發明較佳實施例之水稻田均勻分佈灌溉系統於菌株處理組與對照組在定植後其水稻植株之根長度及芽長度之柱狀圖。請參照第4A圖所示，舉例而言，在定植128天後，菌株處理組與對照組之水稻植株在生長上其根長度之間具有明顯差異，即菌株有助於根系的健康，而其芽長度之間仍有差異。

【00100】第4B圖揭示本發明較佳實施例之水稻田均勻分佈灌溉系統於菌株處理組與對照組在定植後其水稻植株之總生物量之柱狀圖。請參照第4B圖所示，舉例而言，在定植128天後，菌株處理組與對照組之水稻植株在總生物量之間具有明顯差異，即菌株有助於增加總生物量。

【00101】第5A圖揭示本發明較佳實施例之水稻田均勻分佈灌溉系統於菌株處理組與對照組在定植後其水稻植株之穗重之柱狀圖。請參照第5A圖所示，舉例而言，在定植128天後，菌株處理組與對照組之水稻植株之穗重之間具有明顯差異，即菌株有助於增加植株之穗重量。

【00102】第5B圖揭示本發明較佳實施例之水稻田均勻分佈灌溉系統於菌株處理組與對照組在定植後其水稻植株之穗長之柱狀圖。請參照第5B圖所示，舉例而言，在定植128天後，菌株處理組與對照組之水稻植株之穗長度之間具有明顯差異，即菌株有助於穗健康及生長。

【00103】第5C圖揭示本發明較佳實施例之水稻田均勻分佈灌溉系統於菌株處理組與對照組在定植後其水稻植株之千粒重之柱狀圖。請參照第5C圖所示，舉例而言，在定植128天後，菌株處理組與對照組之水稻植株之千粒重之間具有明顯差異，即菌株有助於增加植株之千粒重量。

【00104】表1、習用農法與本發明兩組菌株處理組之土壤中之NO₃ ^-的濃度

【00105】如表1所示，相對於本發明兩組菌株處理組，習用農法的NO₃ ^-的濃度較高，由此推測於第105天時，收割前仍有過多的養分未被吸收完全。另外，表1明顯第30天為整個水稻生長期中土壤養分濃度為最高。益生菌處理組在試驗105天，大部分的氮肥已經被利用，反而習用農法到採收後仍殘餘大量的NO₃ ^-。簡言之，益生菌可增進稻作根部對NO₃ ^-的吸收效率。

【00106】第6A至6E圖揭示本發明較佳實施例之水稻田均勻分佈灌溉系統及其方法利用監測單元〔如第3圖所示〕執行於試驗田、採用監測系統及獲得成功穗熟後影像計算發病率之一系列影像圖。請參照第6A至6C圖所示，於台南市後壁區水稻收穫前調查本發明三塊試驗田，其水稻生長勢優，且成功穗熟準備收成。

【00107】請參照第3及6D圖所示，本發明採用一田間偵測系統、一監測裝置或其它具自動監測功能之裝置，例如：攝影裝置或監測單元1a，如第3圖所示；請參照第3及6E圖所示，由該監測單元1a適當取得數個葉面影像〔未標示〕，並利用該葉面影像計算發病率之取樣或進行其它計算或判斷影像，例如：農地表面乾固、乾裂、農地濕潤或其它判斷。

【00108】請參照第6A至6E圖所示，舉例而言，本發明試驗田葉片發病率約0.33%，而對照組發病率約3.76%。另外，本發明之水稻強化栽培系統及其方法維持土壤酸鹼值穩定在合適作物生長的弱酸條件。

【00109】上述實驗數據為在特定條件之下所獲得的初步實驗結果，其僅用以易於瞭解或參考本發明之技術內容而已，其尚需進行其他相關實驗。該實驗數據及其結果並非用以限制本發明之權利範圍。

【00110】前述較佳實施例僅舉例說明本發明及其技術特徵，該實施例之技術仍可適當進行各種實質等效修飾及/ 或替換方式予以實施；因此，本發明之權利範圍須視後附申請專利範圍所界定之範圍為準。本案著作權限制使用於中華民國專利申請用途。