技术领域
[0001] 本
发明涉及果树滴灌栽培领域，特别是一种矮化密植果树节水调质的适时调控滴灌栽培方法。
背景技术
[0002] 果树栽培管理技术的高低直接影响着果园的经济效益。在现代农业中，人们逐渐从关心果实产量，转向更多地关注果品
质量。高品质的农产品不仅可以满足市场需求，又能创造出更好的经济效益，这就需要有现代化的先进果树栽培和管理技术做后盾。矮化密植可以提高土地、光照的利用率和果树的抗逆性，达到结果早、产量高、管理方便的效果，因此矮化密植已成为全球果园建植最新的发展方向之一。但矮化密植果树的种植成本和管理成本远高于普通果园，高的成本投入必然追求高的产出，品质提升已成为解决矮化密植果园高成本投入这一问题的关键所在。
[0003] 好的果实品质就是需要让果树根区的水、肥、气等环境保持在一个很好的理想状态。不同果树、不同生育期对根区微生境的要求是不一样的，可以借助调控根区微生境进而调控作物根区对养分吸收的选择性及吸收利用效率。理想调控状态是根据作物对水、肥、气的需求进行适时供给，需要供水就能供水，需要水分降下去就能降下去，需要
施肥就能施肥，需要加
氧就能加氧。国内外也有部分针对果园的新型管理技术，吴刚等(
专利公布号为CN103828673A)公开了一种果园管理技术，该技术利用滴灌实现了果树根区水分养分的适时供给，但是不能降低雨季
土壤水分、调节作物根区的氧气环境，进而调控养分吸收利用效率；肖伟等(专利公布号为CN105165540A)公开了一种设施果树水、肥、气自动化、一体化栽培方法，该技术运用滴灌技术实现了水肥气一体化的技术，达到了果树根区水肥气适时调控，但加气采用空气
压缩机的方式，空气输出量以及加气总量不好控制且成本较高，气泡大而容易产生烟囱效应，导致加气效率低，不易推广，与此同时还不能进行适时排水，容易使果园产生涝害。
[0004] 为此，本发明以浅埋式滴灌
灌溉系统为
基础平台，构建了适时调控水、肥、气等果树根区微生境的滴灌栽培适时调控理想结构体，提出了水肥气调控参数控制
阈值，最后提出了协同考虑节水、保肥、减少病虫害的树下生态垫
覆盖+行间生草的农艺技术及最优模式。
发明内容
[0005] 本发明提出一种以浅埋式滴灌灌溉系统为基础平台，结合起垄栽培以及微纳米气泡加氧技术，实现水肥气的适时调控，通过株间覆盖生态垫、行间生草的方式，达到土壤的蓄水、保温、有机质含量提高等目的，结合微纳米气泡加氧、合理的灌水施肥制度得出适宜果树的种植技术模式，具体技术方案如下：
[0006] 一种浅埋式滴灌灌溉系统，包括田间管路系统、施肥系统和加氧系统；
[0007] 所述田间管路系统包括水源、水
泵、
过滤器、水表、
阀门、压
力表、干管、支管和滴灌管3(滴灌带)；
[0008] 所述田间管路系统中的水泵设有水泵进水口和水泵出水口，所述水泵进水口与水源连接，所述水泵出水口依次连接过滤器、水表、阀门以及压力表，所述压力表的另一端连接干管，所述干管与支管通过三通相连，所述支管与滴灌管3通过滴灌带旁通或者三通相连；
[0009] 所述施肥系统包括滴灌储肥桶、施肥系统进管、专用施肥泵、施肥系统出管和
逆止阀；
[0010] 所述施肥系统中的专用施肥泵设有专用施肥泵进口和专用施肥泵出口，所述专用施肥泵进口通过施肥系统进管与滴灌储肥桶连接，所述专用施肥泵出口通过施肥系统出管和三通接入所述浅埋式滴灌灌溉系统的干管中，在施肥系统出管和三通之间安装设有逆止阀；
[0011] 所述加氧系统包括加氧系统进水管、微纳米气泡发生器和加氧系统出水管；所述微纳米气泡发生器包括氧气(空气)源或臭氧源、气泵、微纳米气泡发生器水泵、水气混合室和
增压泵；
[0012] 所述加氧系统中的微纳米气泡发生器设有微纳米气泡发生器进水口和微纳米气泡发生器出水口，所述微纳米气泡发生器进水口通过加氧系统进水管与水源连接，所述氧气源或臭氧源与气泵一端连接，气泵的另一端与微纳米气泡发生器进水口相通，并与微纳米气泡发生器水泵的一端连接，微纳米气泡发生器水泵的另一端与水气混合室的一端连接，水气混合室的另一端与增压泵的一端连接，增压泵的另一端与微纳米气泡发生器出水口相通，所述微纳米气泡发生器出水口通过加氧系统出水管和三通接入所述浅埋式滴灌灌溉系统的干管中。
[0013] 一种矮化密植果树节水调质的适时调控滴灌栽培方法，应用上述的浅埋式滴灌灌溉系统，包括如下步骤：
[0014] 步骤1：机械开沟起垄：首先使用机引式单向
犁在预先设置的果树种植行两侧正向开沟，在沟内均匀撒施底肥后使用旋耕机械旋耕，即全耕作面施肥；其次使用机引式单向犁反向工作，形成初步的垄；最后使用果树专用起垄埋管一体机进行垄面的完善和滴灌管3的铺设；
[0015] 步骤2：挖穴定植：使用果树专用挖穴机进行定植穴的挖掘；
[0016] 步骤3：执行农艺措施：在果园内采用株间生态垫覆盖+行间生草的农艺措施；
[0017] 步骤4：采用浅埋式滴灌灌溉系统进行水、肥和气的适时调控；
[0018] 所述水、肥和气的适时调控包括水分生境调控、养分生境调控和气体生境调控；
[0019] 所述水分生境调控的调控方法具体为：根据果树的目标产量、土壤含水率情况和果树各生育阶段的需水规律，并结合当地的多年月平均降雨确定果树不同生育阶段的灌溉次数、灌水定额和灌溉定额，当果树生长的土壤
含水量低于土壤田间持水量的60％时，进行滴灌灌溉，当果树生长的土壤含水量高于土壤田间持水量的80％时，进行排水；
[0020] 所述养分生境调控的调控方法具体为：根据当地土壤的测土配方、果树的目标产量、果树的需肥规律和不同
肥料的性能确定果树不同生育阶段的施肥类型和施肥量，并通过所述专用施肥泵将肥液供给到果树根区，每次灌水均配合施肥；
[0021] 所述气体生境调控的调控方法具体为：根据各地的土壤孔隙度以及果树根系对缺氧胁迫的耐受程度，确定果树不同生育阶段是否使用微纳米气泡发生器产生微纳米气泡水溶液，加气质量浓度适宜的临界阈值为10～12.5mg/L，最终通过所述浅埋式滴灌灌溉系统供给到果树根区。
[0022] 在上述技术方案的基础上，步骤1中所述垄的断面形式为圆
角梯形，垄高为15～25cm，垄宽(下底)为0.8～1.2m，垄面(上底)设置为0.6～0.8m，断面的垄面和垄宽的长度比为0.6～0.8。
[0023] 在上述技术方案的基础上，所述步骤2中所述定植穴尺寸为长40～50cm×宽40～50cm×深30～40cm。
[0024] 在上述技术方案的基础上，在所述步骤3中，所述行间生草的具体步骤包括：
[0025] 步骤31：整地；
[0026] 步骤32：施足底肥；
[0027] 步骤33：条播或撒播草种，
播种深度为0.6～1.5cm。
[0028] 在上述技术方案的基础上，所述草种的品种包括豆科作物；所述豆科
植物包括黑豆、黄豆、绿豆、豌豆、蚕豆、毛苔子、白三叶、红三叶、紫花苜蓿1、百脉根。
[0029] 在上述技术方案的基础上，当所述草种为白三叶、红三叶、紫花苜蓿1时，播量按实播面积计算，每亩播量为40～50g。
[0030] 在上述技术方案的基础上，在步骤3中，根据所述垄的断面尺寸，选择配套的株间生态垫，并顺行铺设两层；所述生态垫为棕榈垫2。
[0031] 在上述技术方案的基础上，所述滴灌管3采用防鼠虫咬专用管，壁厚为0.4～0.6mm；所述滴灌管3采取“两管一行”的方式布置，滴灌管3的滴头间距根据果树的株距设定，埋深为5～10cm。
[0032] 在上述技术方案的基础上，所述滴灌管3的滴头间距为株距的一半。
[0033] 在上述技术方案的基础上，所述土壤的测土配方包括土壤本底值。
[0034] 本发明具有如下优点：
[0035] (1)本发明提出了一种矮化密植果树节水调质的适时调控滴灌栽培方法。以浅埋式滴灌灌溉系统为基础平台，
结合水肥一体化、微纳米气泡加氧技术、起垄栽培、覆盖保墒等技术，构建了能够适时调控果树根区水、肥、气等根区微生境的滴灌栽培适时调控理想结构体，实现了对果树需要供水就能供水，需要水分降下去就能降下去，需要施肥就能施肥，需要加氧就能加氧，即水肥气适时补给，多余水分随时排除的适时调控栽培。
[0036] (2)本发明提出了适合矮化密植果树的滴灌水肥气一体化灌水施肥加氧模式及控制阈值，缓解了水肥施加不合理和植物根区透气性差所导致的果品质量差的问题。提出了适宜矮化密植果园的水肥气一体化调控浅埋式滴灌灌溉系统中的滴灌管3和微纳米气泡发生器、以及水肥气等的选择方法及控制参数，确定了果树根区水肥气调控阈值范围。由于应用了加氧灌溉，因此在作物水肥利用效率得到显著提升的同时，也应适当减少灌水量和施肥量。
[0037] (3)本发明提出的地下滴灌、起垄栽培、株间生态垫覆盖与行间生草等多种措施于一体的矮化密植果园农艺栽培技术。提出的起垄栽培技术，设计了垄宽为0.8～1.2m的断面形状为圆角等腰梯形的垄，实现了适时排涝的目的；提出的株间生态垫覆盖和行间生草相结合的地面覆盖方式，确定了行间生草的适宜品种、种植时间、种植
密度等，有效减少了地面的
蒸发，起到了保墒、防草的作用。
[0038] (4)本发明的技术方案在整体上实现了适时调控、节水、增产、调质等目的。
附图说明
[0039] 本发明有如下附图：
[0040] 图1滴灌栽培适时调控理想结构体行距、生态垫覆盖与行间生草布置示意图。
[0041] 图2滴灌栽培适时调控理想结构体株距布置示意图。
[0042] 图3垄的断面形状及滴灌管布设
位置示意图。
[0043] 附图标记：1紫花苜蓿，2棕榈垫，3滴灌管。
具体实施方式
[0044] 本发明提出一种以浅埋式滴灌灌溉系统为基础平台，结合起垄栽培以及微纳米气泡加氧技术，实现水肥气的适时调控，通过株间覆盖生态垫、行间生草的方式，达到土壤的蓄水、保温、有机质含量提高等目的，结合微纳米气泡加氧、合理的灌水施肥制度得出适宜果树的种植技术模式，具体技术方案如下：
[0045] 1.浅埋式滴灌灌溉系统的构建
[0046] 一种矮化密植果树节水调质的适时调控滴灌栽培方法，构建了能够适时调控水、肥、气等果树根区微生境的滴灌栽培适时调控理想结构体。该滴灌栽培适时调控理想结构体主要利用浅埋式滴灌灌溉系统和起垄技术进行水肥气的适时调控。
[0047] 当果树根系缺少水肥气时，可以利用浅埋式滴灌灌溉系统进行水肥气“少量多次”的适时补给，在避免因为缺少水肥等所导致的低产的同时，又避免了水肥过大而造成的水果品质差，
风味欠佳等问题。
[0048] 浅埋式滴灌灌溉系统包括田间管路系统、施肥系统和加氧系统。
[0049] 田间管路系统包括水源、水泵、过滤器、水表、阀门、压力表、干管、支管和滴灌管3等，田间管路系统中的水泵设有水泵进水口和水泵出水口，水泵进水口与水源连接，水泵出水口依次连接过滤器、水表、阀门以及压力表，压力表的另一端连接干管，干管与支管通过三通相连，支管与滴灌管3通过滴灌带旁通或者三通相连；
[0050] 施肥系统包括滴灌储肥桶、施肥系统进管、专用施肥泵、施肥系统出管和逆止阀；施肥系统中的专用施肥泵设有专用施肥泵进口和专用施肥泵出口，专用施肥泵进口通过施肥系统进管与滴灌储肥桶连接，专用施肥泵出口通过施肥系统出管和三通接入所述浅埋式滴灌灌溉系统的干管中，并在施肥系统出管和三通之间安装设有逆止阀。
[0051] 加氧系统包括加氧系统进水管、微纳米气泡发生器和加氧系统出水管；
[0052] 微纳米气泡发生器包括氧气源或臭氧源、气泵、水泵、水气混合室和增压泵；
[0053] 加氧系统中的微纳米气泡发生器设有微纳米气泡发生器进水口和微纳米气泡发生器出水口，微纳米气泡发生器进水口通过加氧系统进水管与水源连接，氧气源或臭氧源与气泵一端连接，气泵的另一端与微纳米气泡发生器进水口相通，并与微纳米气泡发生器水泵的一端连接，微纳米气泡发生器水泵的另一端与水气混合室的一端连接，水气混合室的另一端与增压泵的一端连接，增压泵的另一端与微纳米气泡发生器出水口相通，微纳米气泡发生器出水口通过加氧系统出水管和三通接入浅埋式滴灌灌溉系统的干管中。
[0054] 2.一种矮化密植果树节水调质的适时调控滴灌栽培方法，应用上述的浅埋式滴灌灌溉系统，包括如下步骤：
[0055] 步骤1：机械开沟起垄：首先使用机引式单向犁在预先设置的果树种植行两侧正向开沟，在沟内均匀撒施底肥后使用旋耕机械旋耕，即全耕作面施肥；其次使用机引式单向犁反向工作，形成初步的垄；最后使用果树专用起垄埋管一体机进行垄面的完善和滴灌管3的铺设；
[0056] 步骤2：挖穴定植：使用果树专用挖穴机进行定植穴的挖掘；
[0057] 步骤3：执行农艺措施：在果园内采用株间生态垫覆盖+行间生草等农艺节水除涝保肥技术措施，达到节水排涝和有效
预防病虫害的目的；
[0058] 步骤4：采用浅埋式滴灌灌溉系统进行水、肥和气的适时调控；
[0059] 所述水、肥和气的适时调控包括水分生境调控、养分生境调控和气体生境调控。
[0060] 本方法给出了合理的果树滴灌水肥气一体化灌水施肥加氧的技术模式，选择了适宜的流量、间距、壁厚的滴灌管3，布置了“灌水+施肥+加氧”的浅埋式滴灌灌溉系统，并通过此浅埋式滴灌灌溉系统进行了水、肥、气的补给。
[0061] 所述水分生境调控的调控方法具体为：水的流量依据各地的土壤类型
选定。根据果树的目标产量、土壤含水率情况和果树各生育阶段的需水规律，并结合当地的多年月平均降雨确定果树不同生育阶段的灌溉次数、灌水定额和灌溉定额。大多数果树呈现“两头小，中间大”的需水规律，且适宜果树生长的土壤含水量是土壤田间持水量的60％～80％，即当果树生长的土壤含水量低于土壤田间持水量的60％时，进行滴灌灌溉，当果树生长的土壤含水量高于土壤田间持水量的80％时，进行排水。较传统的灌溉方式相比，采用滴灌后，果树整个生育期灌水次数大幅度增加，一般为7～15次，灌水总量较常规灌溉减少了15％～20％。
[0062] 所述养分生境调控的调控方法具体为：根据当地土壤的测土配方、果树的目标产量、果树的需肥规律和不同肥料的性能确定果树不同生育阶段的施肥类型和施肥量，并通过所述专用施肥泵将肥液供给到果树根区，每次灌水均配合施肥，施肥总量较常规施肥减少了10％～15％。
[0063] 所述气体生境调控的调控方法具体为：根据各地的土壤孔隙度以及果树根系对缺氧胁迫的耐受程度，确定果树不同生育阶段是否使用微纳米气泡发生器产生微纳米气泡水溶液，并提出加气质量浓度的适宜的临界阈值为10～12.5mg/L，最终通过浅埋式滴灌灌溉系统供给到果树根区，进而改良果树根区的气体环境。
[0064] 当果树根系水分过多时，应利用能够及时排水除涝的起垄栽培技术，在使果树免除涝害的同时，保证果实的品质和风味。起垄栽培既可以适时排涝，避免果树根系因长时间遭受涝害而导致的缺氧死亡，并考虑到排水顺畅以及方便果农操作。起垄栽培技术主要包括垄的断面设计和施工。垄的断面设计主要包括垄形、垄高、垄宽等；垄的施工主要考虑方便果农操作、美观等。
[0065] 在上述技术方案的基础上，步骤1中所述垄的断面形式为圆角梯形，垄高为15～25cm，垄宽为0.8～1.2m，垄面设置为0.6～0.8m，为了符合大众审美，断面的垄面和垄宽的长度比为0.6～0.8。
[0066] 在上述技术方案的基础上，所述步骤2中所述定植穴尺寸为长40～50cm×宽40～50cm×深30～40cm。
[0067] 在上述技术方案的基础上，在所述步骤3中，所述行间生草的具体步骤包括：
[0068] 步骤31：整地；
[0069] 步骤32：施足底肥；
[0070] 步骤33：条播或撒播草种，播种深度为0.6～1.5cm。
[0071] 应用行间生草可以减少由于传统清耕除草的方式所导致的土壤侵蚀、土壤有机质及各种养分含量降低等，同时还可以避免果园内
杂草丛生并与果树进行水肥竞争的问题。
[0072] 在上述技术方案的基础上，所述草种的品种包括豆科作物；所述豆科植物包括黑豆、黄豆、绿豆、豌豆、蚕豆、毛苔子、白三叶、红三叶、紫花苜蓿1、百脉根。多数草4～8月均可播种，但在高温干旱的伏天不宜播种。春播一般在谷雨前后，当气温上升稳定在15℃以上，水分充足时，即可播种。播种宜浅不宜深。由于一般草种出苗率较低，所以播量应适当加大。
[0073] 在上述技术方案的基础上，当所述草种为白三叶、红三叶、紫花苜蓿1时，播量按实播面积计算，每亩播量为40～50g。
[0074] 在上述技术方案的基础上，在步骤3中，株间使用生态垫覆盖，在保温保湿的同时，还可以固定土壤中的肥料，进而提高土壤的有机质含量。根据所述垄的断面尺寸，选择配套的株间生态垫，并顺行铺设两层；所述生态垫为棕榈垫2。
[0075] 在上述技术方案的基础上，所述滴灌管3采用防鼠虫咬专用管，壁厚为0.4～0.6mm；所述滴灌管3采取“两管一行”的方式布置，滴灌管3的滴头间距根据果树的株距设定，埋深为5～10cm。
[0076] 在上述技术方案的基础上，所述滴灌管3的滴头间距为株距的一半。
[0077] 在上述技术方案的基础上，所述土壤的测土配方包括土壤本底值。
[0078] 下面结合附图、
实施例和对照例对本发明进行详细的描述。
[0079] 实施例
[0080] 如图1和图2所示，以株行距为100cm×300cm、土壤为沙壤土的北京矮化密植桃园为例，对本发明进行详细的描述。
[0081] (1)机械开沟起垄
[0082] 首先使用机引式单向犁在预先设置的果树种植行两侧正向开沟，在沟内均匀撒施底肥后使用旋耕机械旋耕，即全耕作面施肥，此方法不仅可以提高肥料利用率，还可以使果树的根系更加发达。其次使用机引式单向犁反向工作，形成初步的垄；最后使用果树专用起垄埋管一体机进行垄面的完善和滴灌管3的铺设。由于试验地属于平原地区，且桃树为浅根性作物，故将垄的高度宜设置为15cm，由于桃树的行距设置为300cm，考虑到行间作业等问题，故将垄的宽度设置为100cm，垄面设置为70cm。
[0083] (2)挖穴定植
[0084] 使用果树专用挖穴机进行定植穴的挖掘，一般矮化密植果园的定植穴为长40～50cm×宽40～50cm×深30～40cm，定植穴的尺寸视果树根系的大小和形状而定，浅根系作物穴的深度以30cm为宜，深根系作物穴的深度以40cm为宜。由于桃树根系属于浅根性，因此使用果树专用挖穴机挖掘长40cm×宽40cm×深30cm的定植穴。
[0085] (3)农艺措施
[0086] 在果园内进行株间棕榈垫2覆盖+行间生草农艺节水保肥技术的覆盖方式，行间生草的类型选择人工草，品种为紫花苜蓿1，播种时间为谷雨前后，播种深度为0.8cm，播种量为50g/亩。把棕榈垫2顺行铺设在株间垄上。
[0087] (4)浅埋式滴灌灌溉系统安装
[0088] 如图3所示，为了方便田间管理、保证良好的加气效果以及避免滴灌管3在地表的风化，可将滴灌管3进行5cm的浅埋，使微纳米气泡可以在土壤中保存更长的时间，从而更好地改善果树根区的气体环境。滴灌管3采取“两管一行”的方式布置，即果树两侧分别布置一根滴灌管3，且分别距果树20cm，在满足果树的水肥气供给之外，还需便于挖穴定植。由于本实施例中桃园的土壤属于沙壤土，故滴灌管3的流量选为2L/h；由于桃树株距为1m，故滴头间距定为50cm；由于果树多为多年生，为防止地下
害虫以及老鼠的啃咬，故宜选用0.6mm的防鼠虫咬专用管，以减少浅埋式滴灌灌溉系统维护所产生的
费用和人工。
[0089] (5)水肥气调控
[0090] 在本例中桃全生育期每次灌溉均采用本团队自主研发的微纳米气泡发生器产生的加氧水。根据土壤含水率情况和各物候期的需水规律进行适量灌溉。当土壤含水量是田间持水量的60～70％时有利于发芽分化和果实成熟，当土壤含水量是田间持水量的70～80％时适宜萌芽、开花、坐果及新梢生长。以4t/亩为目标产量进行灌水量设计。以北京通州为例(多年平均降雨量见表1)，给出桃滴灌灌溉制度表(表2)。根据桃树的需肥特点和不同肥料的性能，进行科学合理的施肥，目标产量为4t/亩的桃需要的纯养分含量分别为N：
18.4kg，P2O5：7.6kg，K2O：29.6kg。基于此，综合考虑桃对养分的需求量与土壤本底值(表3)，给出桃滴灌推荐施肥方案(表4)。
[0091] 表1北京多年月平均降雨量(mm)
[0092]
[0093] 表2桃滴灌灌溉制度(目标产量4t/亩，灌水定额、灌溉定额单位：m3/亩)[0094]
[0095] 表3北京土壤本底值
[0096]
[0097] 表4桃滴灌推荐施肥方案(目标产量4t/亩，施肥量单位：kg/亩)
[0098]
[0099] 注：由于各物候期对肥料的吸收规律不尽相同，所以各物候期的水溶肥类型各不相同，花芽膨大期、开花坐果期、成熟期水溶肥类型(20-20-20)，硬核期、花芽分化期水溶肥类型(11-5-44)，其余物候期水溶肥类型(13-6-40)。
[0100] (6)田间农艺管理
[0101] 果树整个物候期包含
剪枝、扭梢、摘心、环割、环剥、拉枝等多种田间管理技术。
[0102] 对照例
[0103] 实施例试验验证及结果分析
[0104] 在上述实施例中，设置了利用本栽培方法的处理组和采用当地农户常规种植方法的对照组，处理组和对照组各设置了3个重复。下面就桃单果质量、果形指数、果实硬度、可溶性固形物、可溶性糖以及可滴定酸等进行比较。以下数据的得出是通过分别在处理组和对照组的三个重复中各取10个具有代表性的果实对其进行果实品质的测试并取平均值。
[0105] 表5采用本专利方法处理组和对照组进行比较
[0106]
[0107] 以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的实质和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围由
权利要求限定。
[0108] 本
说明书中未做详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的
现有技术。
