專利名稱：一種農(nóng)田節(jié)水灌溉的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及農(nóng)田灌溉技術(shù)。
背景技術(shù)：
在農(nóng)業(yè)種植技術(shù)中，遇到干旱天氣進(jìn)行農(nóng)田灌溉才能保證農(nóng)作物的豐收。隨著氣候的變化，干旱有越來越嚴(yán)重的趨勢，地下水可使用量越來越少，造成地面塌陷和生態(tài)環(huán)境惡化。一般天氣情況下，農(nóng)業(yè)用水占總用水量的60%。因此，農(nóng)田節(jié)水灌溉技術(shù)是人們急需解決的問題。但目前的灌溉法大多不能滿足要求。以往農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大多為淺耕淺耙，只在15_20cm深度耕作，20cm以下為硬實(shí)層，對自然降雨吸收少，則水滲不去形成澇災(zāi)；不下雨則土壤表層跑墑，形成干旱；不僅灌溉次數(shù)多，灌溉成本高，而且效果差。傳統(tǒng)的灌溉方法大多為大水漫灌，既在田間地頭一般灌溉一次需用水400立方/畝，而且需要修造明渠，灌溉過程中需要大量的人力看溝改道，一溝一溝順序進(jìn)行，灌溉速度效率低，兩個(gè)農(nóng)民一天澆地僅5-6畝。由于漫灌后的蒸發(fā)量在3.0mm/每天，只能維持10天，又需要繼續(xù)灌溉才能維持冬小麥的正常生長發(fā)育需要?，F(xiàn)代的滴灌、噴灌、微灌等先進(jìn)技術(shù)，灌溉效率高，不需要修造明渠，可顯著提高水的利用效率，但由于灌溉設(shè)備投資費(fèi)用高，在小塊農(nóng)田、中型農(nóng)場等集約化土地經(jīng)營中很少使用，也難以大面積推廣；而且灌溉設(shè)備還有易損壞、使用壽命短等問題。地下埋設(shè)管道的灌溉方法，實(shí)質(zhì)上仍然是大水漫灌傳統(tǒng)方法的范圍，只是不修明渠減少修明渠而已，但在生產(chǎn)上并不節(jié)約用水，而且成本較高。地下管材料大多為PPR塑料管，在澆水前進(jìn)水過程中 一 般不易出問題，但在停止灌溉水流回流時(shí)，逆壓力易造成PPR管癟偏壓碎，只好每隔一段時(shí)間設(shè)進(jìn)出氣口，大田中到處是露出地面的管閥，不利于耕作措施的實(shí)現(xiàn)。隨著農(nóng)村土地向中型農(nóng)場集約化方向發(fā)展，和節(jié)水環(huán)保的要求，以上的灌溉方法已無法滿足時(shí)代的要求，迫切需要符合生態(tài)保護(hù)要求的新的灌溉方法和技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有灌溉方法的不足，發(fā)明一種農(nóng)田節(jié)水灌溉的方法。該方法不需要埋設(shè)地下管件和閥門；不需要修造明渠；灌溉速度快；既能節(jié)水又具排澇功能。一種農(nóng)田節(jié)水灌溉的方法，技術(shù)方案是:第一步，首先制作一個(gè)鉆洞犁，鉆洞犁的構(gòu)造是，在一個(gè)與拖拉機(jī)懸掛裝置配套的牽引架上安裝上1-2個(gè)扁狀犁腿，扁狀犁腿的底端連接一個(gè)直徑8-12cm的圓錐頭；為了減小扁狀犁腿的阻力，扁狀犁腿厚度不大于lcm，扁狀犁腿的前端面設(shè)計(jì)為刃狀；第二步，在農(nóng)作物種植前對土地耕深35cm以上，細(xì)耙1_2遍，使土壤疏松起到吸收集聚降雨、降雪作用；既可以很好地利用降水，又可以及時(shí)消化過多的降水，避免作物因地面反水造成危咅;第三步，在整塊農(nóng)田上沿農(nóng)作物地壟的方向間隔開挖縱向水道，沿垂直于農(nóng)作物地壟的方向間隔開挖橫向水溝，縱向水道和橫向水溝全部相通；縱向水道與水源相通；縱向水道和橫向水溝的深度和寬度不低于50cm ；第四步，在作物播種至幼苗生長期間(如冬季或早春的冬小麥田或夏玉米播種-苗期生長的玉米田)的條田中，用拖拉機(jī)牽引第一步制作的鉆洞犁進(jìn)行犁洞，犁洞時(shí)從條田的橫向水溝中鉆入土層，在拖拉機(jī)牽引下牽引到對面的橫向水溝，使土層中的土向四周擠壓形成一條地下土洞；每間隔3m-5m打造一條地下土洞，地下土洞的深度不低于50cm ；第四步，需要灌溉時(shí)，把灌溉的水源源不斷地放入縱向水道中，從縱向水道進(jìn)入橫向水溝，再進(jìn)入條田中的土洞中，使整個(gè)農(nóng)田進(jìn)入灌溉過程，直至所有土洞灌滿。為了實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)干旱模式下的精細(xì)化灌溉，本發(fā)明還包括:建立控制中心，控制中心布置水分測量儀，在農(nóng)田的地表以下深30_50cm處，放置土壤水分傳感器，土壤水分傳感器實(shí)時(shí)將土壤水分信號傳輸給水分測量儀，水分測量儀實(shí)時(shí)顯示土壤水的相對含水量；當(dāng)土壤水分低于作物需水的指標(biāo)值時(shí)，發(fā)出供水警報(bào)，中心工作人員可根據(jù)未來一周的天氣情況決定是否灌溉。還可以根據(jù)農(nóng)作物不同時(shí)期生長的要求計(jì)算出灌溉水量，實(shí)現(xiàn)精量灌溉。本發(fā)明的積極效果是:1、不需要大量的人工在農(nóng)田灌溉過程中看溝改道，灌溉效率高，一般情況下1200畝的農(nóng)田，2個(gè)人工只一天就可以灌溉結(jié)束。2、不需埋設(shè)地下管道和遍地的水閥，節(jié)約設(shè)備。3、土洞灌滿水后從地下向地上慢慢滲透，這樣可大大減少地面的蒸發(fā)，同時(shí)可以很好地保持土壤墑情，長久地被作物充分利用灌溉水，二是不傷作物，傳統(tǒng)方法是人工在農(nóng)田中來回走動(dòng)，引導(dǎo)水流前進(jìn)和挖土挖掘作物對作物造成損傷。4、本發(fā)明的灌溉一次用水不超過150立方/畝，比傳統(tǒng)的灌溉大水漫灌方法，節(jié)約用水75% (傳統(tǒng)灌溉400立方/畝)，比噴灌方法節(jié)約用水45%。5、本發(fā)明還具有蓄水排澇功能；當(dāng)降雨時(shí)，雨水可通過打洞時(shí)留下的殘留縫流入土洞中蓄水，防止地面積水被太陽曬熱后燙死莊稼。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例的灌溉方式平面布置圖；圖2是地下土洞的放大圖；圖3是鉆洞犁的示意圖，圖中僅示出一條犁腿的狀態(tài)。圖中:1-縱向水道，2-橫向水溝，3-地下土洞，4-牽引架，5-扁狀犁腿，6-圓錐頭。
具體實(shí)施例方式下面參照附圖對本 發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)一步說明。某家庭農(nóng)場占地1200畝，前茬為夏玉米，9月30日玉米收獲后，準(zhǔn)備種植小麥，并采用本發(fā)明的灌溉方法，步驟如下:
第一步，首先制作一個(gè)鉆洞犁，鉆洞犁的構(gòu)造如圖3所示，它是在一個(gè)與拖拉機(jī)懸掛裝置配套的牽弓I架4上安裝上1-2個(gè)扁狀犁腿5，扁狀犁腿5的底端連接一個(gè)直徑8-12cm的圓錐頭6 ;為了減小扁狀犁腿5的阻力，扁狀犁腿5厚度不大于1cm，扁狀犁腿的前端面設(shè)計(jì)為刃狀；第二步，在農(nóng)作物種植前在農(nóng)田中施土雜肥，用拖拉機(jī)深耕35cm后再旋耕15cm，細(xì)耙1-2遍。使土壤疏松起到吸收集聚降雨、降雪作用。既可以很好地利用降水，又可以及時(shí)消化過多的降水，避免作物因地面反水造成危害；第三步，如圖1所示，在整塊農(nóng)田上沿農(nóng)作物地壟的方向間隔開挖深60cm、寬IOOcm的縱向水道I (圖中示出了兩道，其中一道設(shè)在地頭)，沿垂直于農(nóng)作物地壟的方向間隔開挖深50cm、寬80cm的橫向水溝2 (圖中示出了五道)，縱向水道I和橫向水溝2全部相通；縱向I水道與水源相通；縱向水道I和橫向水溝2的深度和寬度不低于50cm ;在冬季降雪IOmm的水平下不需灌溉。第四步，在來年的2月底-3月10日小麥返青前，用拖拉機(jī)牽引第一步制作的鉆洞犁進(jìn)行犁洞，犁洞時(shí)從條田的橫向水溝2中鉆入土層，在拖拉機(jī)牽引下牽引到對面的橫向水溝，使土層中的土向四周擠壓形成一條地下土洞3 ;每間隔3m-5m打造一條地下土洞3,地下土洞3的深度不低于50cm ;地下土洞3至少與一道橫向水溝2貫通；地下土洞3的形式如圖2所示，圖2中的豎向狹縫為犁洞時(shí)留下的殘留縫。第五步，當(dāng)?shù)乇硐?0cm 土壤相對含水量為35%以下時(shí)，根據(jù)未來兩周天氣預(yù)報(bào)本地?zé)o降水，確定需要灌溉；根據(jù)本地的土壤類型，擬達(dá)到灌溉后的地表下30cm 土壤相對含水量達(dá)到50%，據(jù)此計(jì)算所需灌溉量，再加上兩周的蒸發(fā)量，總共所需灌溉水量為150立方/畝。打開地頭上的水閥，把灌溉的水源源不斷地放入縱向水道I中，從縱向水道I進(jìn)入橫向水溝2，再進(jìn)入條田 中的地下土洞3中，使整個(gè)農(nóng)田進(jìn)入灌溉過程，直至所有地下土洞3灌滿。全部灌溉完畢僅需I天時(shí)間，用水量為150立方/畝，而按原先的灌溉方法灌溉量為300方/畝，需10個(gè)工人，灌溉至少需20天。采用本發(fā)明可維持冬小麥正常生長25天左右。而原先的灌溉方法由于蒸發(fā)量在3.0mm/m2每天，同樣時(shí)間條件下，只需維持10天，又需要灌溉一次，才能維持冬小麥的正常生長發(fā)育需要，灌溉量為300方/畝。在冬小麥6月10日收獲前，即使不降水，采用本發(fā)明方法也只需在4月15日_4月25日之間若仍然按3月20日的干旱預(yù)警模式實(shí)施灌溉，則需再按150方/畝的灌溉量灌溉一次，蒸發(fā)量為1.8mm/m2，就可以保證小麥正常的生長發(fā)育了，灌溉共用水300方/畝，而傳統(tǒng)的灌溉方法還需要灌溉2次，共灌溉了 4次，用水量為1200方/畝。可見本發(fā)明僅從灌溉量上每畝節(jié)約用水900方/畝。上述實(shí)施例1的農(nóng)場，6月10日冬小麥?zhǔn)斋@后，再種夏玉米。夏玉米仍采用本發(fā)明的方法進(jìn)行灌溉。如6月20日播種的夏玉米，應(yīng)在7月6日前采用本發(fā)明的方法在條田中打土洞，若自播種至7月10日，地表以下30cm 土壤的相對含水量低于35%，根據(jù)未來2周天氣預(yù)報(bào)本地?zé)o降水和本地的土壤類型，擬達(dá)到灌溉后的地表下30cm 土壤相對含水量達(dá)到55%，計(jì)算加上2周的蒸發(fā)量，總共所需灌溉量為200方/畝。灌溉后可維持夏玉米正常生長15天以上，即到7月26日之前即使無有效降水，夏玉米仍可正常生長。之后一直到9月20號成熟收獲的整個(gè)發(fā)育期無有效降水，則按200方/畝灌溉量灌溉2次，分別為8月I日、9月I日實(shí)施灌溉；而按傳統(tǒng)方法至少需要灌溉4次，每次至少需要灌溉量350方/畝。為了實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)干旱模式下的精細(xì)化灌溉，本發(fā)明還包括:建立控制中心，控制中心布置水分測量儀，在農(nóng)田的地表以下深30_50cm處，放置土壤水分傳感器，土壤水分傳感器實(shí)時(shí)將土壤水分信號傳輸給水分測量儀，水分測量儀實(shí)時(shí)顯示土壤水的相對含水量；當(dāng)土壤水分低于作物需水的指標(biāo)值時(shí)，發(fā)出供水警報(bào)，中心工作人員可根據(jù)未來一周的天氣情況決定是否灌溉。還可以根據(jù)農(nóng)作物不同時(shí)期生長的要求計(jì)算出灌溉水量， 實(shí)現(xiàn)精量灌溉。
權(quán)利要求
1.一種農(nóng)田節(jié)水灌溉的方法，其特征在于，步驟如下: 第一步，首先制作一個(gè)鉆洞犁，鉆洞犁的構(gòu)造是，在一個(gè)與拖拉機(jī)懸掛裝置配套的牽引架上安裝上1-2個(gè)扁狀犁腿，扁狀犁腿的底端連接一個(gè)直徑8-12cm的圓錐頭；扁狀犁腿厚度不大于1cm，扁狀犁腿的前端面設(shè)計(jì)為刃狀； 第二步，在農(nóng)作物種植前對土地耕深35cm以上，細(xì)耙1-2遍，使土壤疏松起到吸收集聚降雨、降雪作用； 第三步，在整塊農(nóng)田上沿農(nóng)作物地壟的方向間隔開挖縱向水道，沿垂直于農(nóng)作物地壟的方向間隔開挖橫向水溝，縱向水道和橫向水溝全部相通；縱向水道與水源相通；縱向水道和橫向水溝的深度和寬度不低于50cm ； 第四步，在作物播種至幼苗生長期間，用拖拉機(jī)牽引第一步制作的鉆洞犁進(jìn)行犁洞，犁洞時(shí)從橫向水溝中鉆入土層，在拖拉機(jī)牽引下牽引到對面的橫向水溝，使土層中的土向四周擠壓形成一條空心洞；每間隔3m-5m打造一條地下土洞，地下土洞的深度不低于50cm ； 第五步，需要灌溉時(shí)，把灌溉的水源源不斷地放入縱向水道中，從縱向水道進(jìn)入橫向水溝，再進(jìn)入條田中的土洞中，使整個(gè)農(nóng)田進(jìn)入灌溉過程，直至所有土洞灌滿。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括:建立控制中心，控制中心布置水分測量儀，在農(nóng)田的地表以下深30-50cm處，放置土壤水分傳感器，土壤水分傳感器實(shí)時(shí)將土壤水分信號傳輸給水分測量儀，水分測量儀實(shí)時(shí)顯示土壤水的相對含水量；當(dāng)土壤水分低于作物需水的指標(biāo)值時(shí)，發(fā)出供水警報(bào)，中心工作人員根據(jù)未來一周的天氣情況決定是否灌溉。
3.一種實(shí)施權(quán)利要求1所述方法的鉆洞犁，其特征在于，鉆洞犁的構(gòu)造是，在一個(gè)與拖拉機(jī)懸掛裝置配套的牽引架上安裝上1-2個(gè)扁狀犁腿，扁狀犁腿的底端連接一個(gè)直徑8-12cm的圓錐頭。
4.如如權(quán)利要求3所述的鉆洞犁，其特征在于，鉆洞犁的扁狀犁腿厚度不大于1cm，扁狀犁腿的前端面設(shè)計(jì)為刃狀。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種農(nóng)田節(jié)水灌溉的方法，它主要是在整塊農(nóng)田上沿農(nóng)作物地壟的方向間隔開挖縱向水道，沿垂直于農(nóng)作物地壟的方向間隔開挖橫向水溝，縱向水道和橫向水溝全部相通；縱向水道與水源相通；在作物播種至幼苗生長期間，在橫向水溝之間開挖地下土洞；需要灌溉時(shí)，把水放入縱向水道中，從縱向水道進(jìn)入橫向水溝，再進(jìn)入條田中的土洞中，使整個(gè)農(nóng)田進(jìn)入灌溉過程，直至所有土洞灌滿。本發(fā)明的灌溉一次用水不超過150立方/畝，比傳統(tǒng)的灌溉大水漫灌方法，節(jié)約用水75%，比噴灌方法節(jié)約用水45%。
文檔編號A01G25/00GK103190275SQ201310136459
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月18日
發(fā)明者畢建杰, 劉建棟, 田詠梅, 周勛波, 盛一璟, 董潔, 呂振生 申請人:山東農(nóng)業(yè)大學(xué), 中國氣象科學(xué)研究院