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挂膜铺底-遍地孔高效综合节栽培技术

阅读:489发布:2020-12-23

专利汇可以提供挂膜铺底-遍地孔高效综合节栽培技术专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且挂膜铺底-遍地孔高效综合节 水 栽培技术,是一种主要用于高种植 密度 旱作的节水、集水的高效低耗栽培新系统,简称“GPB法”。“挂膜”之一,指在梯田直壁挂覆塑料 薄膜 ,减少 蒸发 、聚集露水;“挂膜”之二,是在大棚后墙挂覆塑料薄膜,凝集棚内多余水汽,降低湿度减少病虫害。“铺底”指底膜 覆盖 即在 耕作层 底下,铺设PE薄膜。“遍地孔”是在种庄稼的田里按设计要求普遍打孔,孔中塞包根材料,供灌施水肥与汇集雨后迳流之用。,下面是挂膜铺底-遍地孔高效综合节栽培技术专利的具体信息内容。

1、挂膜铺底一遍地孔高效综合节栽培技术
挂膜铺底一遍地孔高效综合节水栽培技术,是一种主要用于高种植密度旱作的节 水、集水的高效低耗栽培新系统,由“挂膜”、“铺底”及“遍地孔”三部分组成。 今取“挂”、“铺”、“遍”的拼音字母之词首,简称“GPB高效综合节水栽培技术” 或“GPB法”。其特征是适用于种植密度大于每1/15公顷(亩)1000株的旱作,特别适 合于在大田上,种植密度大于每1/15公顷(亩)5000株的旱作粮油及其他经济作物的 栽培,它一方面能将自然供给(内源)的夏雨、冬集储起来,供次年春播、夏作之 用;另方面在利用外源水资源灌溉时,不但实现了从“灌溉土壤”到“灌溉作物”的 质变,还飞越到“根基灌溉”,使有限的淡水资源,在农业上得到最充分的利用。该 法能上法上,可在我国与发展中国家的广大旱区农村推广使用。
2、挂膜
权利要求“1.挂膜铺底一遍地孔高效综合节水栽培技术”中的“挂膜”指两种情 况:
(1)丘陵梯田的(垂)直壁挂覆塑料薄膜。设α为阳光照向梯田平面的太阳高度 ,β为阳光照向梯田直壁的倾角,易见β=(90°-α)。设某地,夏天α=60°, 则β=30°;而冬天α=30°,则β=60°,即此时梯田直壁太阳的光照强度如夏天 梯田平面的光照强度;在我国不少地区的冬季,还有强烈的北,可见冬天时梯田直 壁的水份蒸发量徒增,故在丘陵梯田的直壁挂覆塑料薄膜,十分必要。另一方面它还 有集水的功能,因为在仲夏至晚秋夜里气温往往降至露点以下,则该“挂膜”塑料薄 膜,能将空气中的水份凝集起来供灌溉作物之用。
为实施该“挂膜”宜选用厚0.1毫米、宽800厘米的棚(农)膜,为便宜计这里可 用强度较高的HDPE或LLDPE聚乙烯有滴薄膜。然后按所需覆盖面大小粘接,在覆盖面 方向的四边,要粘入φ10mm左右的绳子各一条,以防撕烂薄膜;相反的一面,每高差 1.5-2米,粘一条压膜塑料带。拟覆膜的梯田直壁,事先须除去壁上杂草、草根或树 根,若杂草较多,应喷洒除草剂如氟乐灵等。覆膜时,先在梯田直壁上端边沿处,挖 一条压土沟,深、宽均20厘米左右,接着将膜上端粘入的绳子及膜边沿全埋入沟里的 土中,并填平之;膜下端有集水沟,宽、深均约25厘米、沟底铺膜,为此要求沟底平 整且有些倾斜,出水口处要低些,对准出水口处有个埋于土里的集(储)水坛;膜下 端用土压住,土层宽25厘米、厚10厘米左右,似一条堰,要求将膜下端粘入的绳子埋 入土中,膜边沿不要露在土层外面;然后在梯田直壁的两侧上各固定一根水泥立柱, 立柱断面10厘米×8厘米,内有直径6毫米筋3-4根,且每高差1.5-2米,立柱上要留 个孔眼或突钩,用于绑压膜塑料带;另外,在粘接此塑料薄膜时,两膜间的横向粘 联应按当地冬天常有的风之顺风方向,一个压一个地粘搭之;易见集水沟的出口方向, 也应置于顺风向的下风头。
(2)“挂膜”的第二种情况,是在反季节瓜菜的大棚里的后墙壁上挂覆塑料薄膜。 首先可以挡后墙透入之冷气,增加棚室保温性;另外白天大棚内温、湿度均很高,一 到傍晚及夜里,大棚内温度下降,很快这到露点,此时,该“挂膜”塑料薄膜就会将 大棚内多余的水汽凝集起来,从而降低了大棚内的湿度,减少了病虫害;还可将这些 “露水”储集起来,经消毒后供灌溉作物之用。若在此膜的背面(贴着大棚北墙壁的 那一面),涂刷“HIPS塑料用灰色涂料”,则该“挂膜”还能起反光作用,它能明 显增强棚室北侧弱光区的光照强度和提高棚室温度。
为实施该“挂膜”,宜选用厚0.06-0.08mm、宽800厘米的HDPE或LLDPE有滴聚乙 烯薄膜,然后按所需覆盖面大小粘接,在覆盖面方向的上端,要粘入φ10mm左右的绳 子一根,作挂膜时之用。该塑料薄膜粘联后,在挂覆前,尚需进行下列予处理:首先 在薄膜正面涂擦“灭滴灵”粉剂,在普通有滴薄膜上涂擦灭滴灵后,不但能使凝结在 薄膜的水滴迅速顺膜流下,保持膜面的良好反光作用,还能消毒水滴,使水滴无染病 之患,因此可放心将所集之“露水”用于作物灌溉上;接着在薄膜背面(覆盖于大棚 后墙那一面),均匀地涂刷一层“HIPS塑料用银灰色涂料。该涂料的配方如下:(按 重量比例):
硝酸纤维改性热塑性丙烯50;
树脂溶液(固体含量30%)浮型粉浆3.5;
HIPS专用混合溶剂46.5,合计100。
覆膜时,先在大棚后墙上端的两边,各固定一个钢筋钩(φ6-8mm),用于捆绑 并拉紧薄膜上端粘入的绳子;薄膜挂上后,再在大棚后墙上钉入U形钢筋(φ5mm左 右),要求它跨在膜上端绳子两侧,以便托住薄膜不下堕,间距D=4米左右;膜下端 有集水沟,沟宽25厘米左右,深约20厘米,沟底铺膜,为此要求沟底平整且要顺着膜 的粘联方向稍作倾斜,出水口处要低些,对准出水口处有个埋于土里的集(储)水坛; 最后,膜下端要用土压住,土层宽25厘米、厚10厘米左右,似一条堰。
3、铺底
权利要求“1.挂膜铺底一遍地孔高效综合节水栽培技术”中的“铺底”指底膜覆 盖技术:
不少干旱少雨地区,由于渗漏损耗,使一年中少有的几次显效降水量(>10mm/d), 很快渗漏到2米以下的土层中,成为根系所无法利用的无效水。尤其对蓄水性能差的 砂土,渗漏损耗更为严重。为解决这一问题,可在耕作层底下,铺上一层厚度不小于 0.05mm的PE塑料薄膜,铺设深度视作物根系情况而定,邻近两膜之间重叠(搭接) 10-20厘米,面积大的宜采用150厘米以上宽的塑料薄膜搭接铺覆,易见薄膜越宽,其 利用率越高;窄沟则可采用相应宽度的塑料薄膜单独铺覆。使用寿命10年左右,膜越 厚有效期越长。有关技术指标见表1。
根据整地情况,有以下几种实施方式:
(1)平坦型底膜覆盖栽培技术
a、切土翻土:据不同作物按表1所示深度切土,并将该表层土翻起置另旁。
b、铺膜搭接:所挖土层达到一定的宽度与要求的长度时,将沟底铲平并铺覆适 合宽度的塑料薄膜,两邻膜之间搭接10-20厘米,以防渗漏。
c、膜上覆土:去掉原来翻起的表层土中的硬性杂物,防止捅破塑料薄膜,将土 敲(粉)碎后,便回复覆盖到所铺塑料薄膜上;在未铺完底膜前,底膜两边都要留出 相邻两膜的搭接宽度,最后底膜四周都要多留45厘米长(宽)的边,以便与田埂内壁 相贴附。
d、筑埂防泄:一般垦植区四周先要筑好12厘米左右高的田埂,以免该垦植区的 降水量外流,使雨养农业的“一方田接住一爿天”降水之理想,能进一步实现。在该 恳植区中铺完底膜后,最后便将底膜四周多留长的45厘米塑料薄膜,附覆在田埂的内 壁,内壁四周的底膜上盖完土后,便尽量将膜拉紧,使膜上端用土紧压在田埂的顶部 为宜。
e、平整地表:垦植区覆好底膜、盖完土后,应及时将表土平整。对于梯田,要 求平行于等高线的梯田中线,低于中线两侧的梯田表面,形成一个两边倾角5°~10° 的V字形结构,以减轻梯田沿等高线外侧田埂的迳流冲击
(2)垄沟型底膜覆盖栽培技术
该实施方式与本项权利要求中“(1).平坦型底膜覆盖栽培技术”之差异,仅在 于沟中铺底膜(厚0.05mm以上的塑料薄膜),垄面上覆地膜,地膜可选用宽度适当厚 0.006-0.008mm的HDPE或LLDPE超薄膜。底膜的铺设深度D与垄宽L、沟宽G,分别见表1 与表2相应数据。垄面要求中间高两旁低,倾角α取10°左右,或筑成拱形垄面。其 具体操作步骤为:
a、施肥深耕:欲铺底膜的田,全面耕翻,深度为表1中的D;深耕前最好施足基 肥。
b、开沟起垄:根据该田作物种植的计划,决定L与G,然后在田上作好标记, 按所需的形状与要求的L、G宽度开沟起垄(最后垄面最多比地平面高2-5厘米),L与 G的常用尺寸及匹配,见表2。
c、沟铺底膜:沟中土层挖到所需的宽度、长度与深度时,应将沟底铲平并铺覆 合适宽度的塑料薄膜,膜的两边应顺沟壁向上翻贴,高20厘米以上,以便能蓄积 200mm以上的降水量。
d、垄盖地膜:先在垄面喷除草剂,再将适当宽度的超薄膜覆盖在垄面,要求该 膜两边顺沟壁向下垂挂,覆盖在沟中底膜的外边,长度以能与沟中底膜的上翻部分重 叠2厘米左右即可。这样的垄面所形成的产流面,会使无效降水(<5.0mm/d,包括露 水)及微效降水(5.0mm-10.0mm/d)产生迳流,将原来是无效或微效的降水亦能储集 于集水区(沟)之中。
e、铺包根材料:经济条件许可的地方,沟底底膜上宜铺一层厚5-10厘米的包根 材料[1],财力强者可用长效型常用包根材料,铺得厚些为好,以便可连续使用多年。
f、覆土并平整:去掉原来沟中翻起的表层土中的硬性杂物,防止捅破底膜,将 土敲(粉)碎,回复覆盖到沟中的底膜上;然后平整一下沟中覆盖土的表面,使沟两 侧边沿低于垄边沿1-2厘米,以利于储集雨水。
g、筑埂防泄:一般垦植区四周先要筑好12厘米左右高的田埂,以免该垦植区的 降水量外流,使雨养农业的“一方田接住一爿天”降水之理想,能进一步实现。在该 垦植区的沟中铺完底膜后,要使底膜两端多留长约45厘米,以便附覆在两头田埂的内 壁,内壁上底膜盖完土后,应尽量将膜拉紧,使膜上端用土紧压在田埂的顶部。
(3)垄沟型双膜覆盖栽培技术
该实施方式是省去了本项权利要求中“(2).垄沟型底膜覆盖栽培技术”的第五步, 增加了沟面覆地膜那一步;其余两者完全一样。故其操作步骤为:
a、-d、完全同“垄沟型底膜覆盖栽培技术”的相应操作步骤。
e、覆土与整形:去掉原来沟中翻起的表层土中的硬性杂物,防止捅破底膜,将 土敲(粉)碎,回复覆盖到沟中的底膜上;最上层的土要粉碎得很细,以便接着可 将其表面筑成拱形(无需压实),拱的边沿要低于垄边沿1-2厘米。
f、沟面覆地膜:先在沟面喷除草剂,然后将略小于沟宽度的超薄膜覆盖在沟的 拱形表面上,使该覆盖地膜两侧与沟边留有1厘米左右间距,便于大雨时集水。
g、筑埂防泄:完全同“垄沟型底膜覆盖栽培技术”中的操作。 “铺底”的以上三种实施方式中的底膜与地膜,都是周年覆盖的。 表1、“铺底”与“遍地孔”集水、节水栽培的数据表 序 号 作物 名称* 底膜铺设     深度D     (cm)     1/15公顷(亩)     种植密度     (株) 1/15公顷(亩)     “遍地孔”孔数     (个) 1 小麦     25     15万左右     大旱 2668;     中旱2280。 2 大麦     30     20万左右     大旱2668;     中旱2280。 3 大豆     25  2万-4万,随种植 季节而变。 3万株以上,1810; 2-3万株,1718。 4 碗豆     25     1万-4万 2.5万株以上,1718; 1-2.5万株,1045。 5 蚕豆     30     8000-1万 行距小于25,1379; 行距大于25,1242。 6 玉米     30     3500-4000     568-856 7 旱稻     25     13万为宜     2280 8 水稻 旱植     25-30     13万-25万 沟种水稻,垄种豆, 2668。 9 甘薯     / 3千-5千,随种植 季节而变。     635-952 10 马铃薯     / 6000,宜每株留 2-3茎。     693-1041 11 棉花     30 (育苗移栽) 3千-6千,视土壤 肥力而定。     723-1198 12 油菜     30  1.5万-2.5万,视 平川或山区而定。 2万株以上,1718: 2万株以下,1379。 13 芝麻     25  6千-1.5万,视株 型与种植季节变。 6千-8千株,1150: 8千-1.5万珠,1379。 14 花生     30  1.8万-2.5万,视 地理条件、种植 季节而变。     1379-1431
续表1、“铺底”与“遍地孔”集水、节水栽培的数据表 序 号 作    物 名   称*   底膜铺设     深度D     (cm)     1/15公顷(亩)     种植密度     (株)     1/15公顷(亩)     “遍地孔”孔数     (个)  15 苎    麻     30   (浅根型)     1000-1500莞     356-534  16 黄、红麻     25 红麻1.5万-2万; 黄麻2万-2.5万。     1379-1718  17 甘   蔗     30     4000-3000条     有效茎     798-1198  18 烟   草     /     1300左右     333-500  19 高   粱     / 4千-1万,视杆 高、矮而变。     856-1336  20 粟(小米)       30     2.5万-7万     1718-2280  21 黍  (稷)     25     4万-5万     1718-2280  22 薏    苡     30     4万-5万     1718-2280  23 荞    麦   30-35 8万-16万,穴播 和条播。     大旱2668:     中旱2280。  24 菊    芋     /     3000左右     495-723  25 蕉    藕     /     1000-1400     344-517  26 山    药     / 2500-4500,按种的 爽型大、小而定。     602-904  27 魔    芋     30     2000-2600     495-681  28 绿    豆     30 中生植物类     8000-15000     1150-1379  29 小    豆   25-30 1万-2.5万,随播 种季节而变。     1379-1718  30 豇    豆 饭    豆     30 1万-2.5万,视播 种季节而变。     1150-1718  31 向 日 葵     /     2000-3000     495-723  32    姜     30     5000     635-952  33 红    花     30 1.2万-1.5万     1150-1379  34 油 莎 草   25-30 1.5万-2.5万穴, 每穴1-2棵。     1718-1900  35 甜    菊     30 (扦稻繁殖)     8000-10000     1150-1336  36 薄    荷     30 4万-5万,有西洋 与中国种之分。     1718-1900  37 大 田 花 卉、苗木    15-20   (苗木)    25-30   (花卉) 行距<15厘米     2688 行距15厘米~20厘米     1718-2280 行距25厘米~30厘米     1154-1379 行距40厘米     872 行距60厘米     590 行距80厘米     450  38 大 田 瓜 菜、育苗     15   (育苗)     30   (瓜菜)     育苗     2668 行距20厘米     1718 行距25厘米     1379 行距30厘米~40厘米     872-1154 行距50厘米~60厘米     590-704 行距80厘米     450
注:*大部分一年生或宿根性草本植物,其根系的70-80%,多分 布于0-30cm的耕作层中,故底膜设置深度达30cm左右即够。
表2、垄沟型“铺底”的L/G部分参考尺寸表*     L     68     68     68     68    206    220    220    208  70-80  113-133     G (厘米)     68     132     22     52     58     48     46     32     30     30 (续表2)     L     50     50     60     60  120     80     70     90     50     40     G (厘米)     50    130     60     40   60    120     30     30     30     20
注:表中L为垄宽,G为沟宽。L/G的匹配及具体数值,千变万化;宜根据间作、套(混)种、复 种、轮作及当地气候情况来决定,如少雨干旱的地区,L在(L+G)中的比例需大些,以增加产流面。
4、遍地孔
权利要求“1.挂膜铺底一遍地孔高效综合节水栽培技术”中的“遍地孔”,是指 用遍地孔打孔器在田块上的作物间普遍打孔,孔的容积要>0.002米3,然后往孔里塞 入一些包根材料,从而这到集水、吸水与保水之目的。具体实施步骤如下:
(1)用遍地孔打孔器按表1要求孔数,在栽培作物的田间打孔,打孔时,应使用冲 力,并使孔与地平面成45°左右倾角、孔口宜偏北,这样可避免太阳直射,减少水份 蒸发;孔口与地面交界处,要低于地平线,以便汇集雨后迳流,以充分利用大自然恩 赐(内源)的降水量。
(2)孔在田间的分布是这样,若作物是成行种植,则两行作物合一排孔,孔距1-1.5 米,相邻两排孔需相互错开一定距离,以利扩大孔对庄稼的作用面,也可增加孔对雨 水的截集能力。若遍地孔的孔数高这每1/15公顷(亩)2668个时,则可按每平方米打4 个孔的模式进行。对于垄上的作物,也可在垄的两侧交错打孔来实现遍地孔处理。
(3)孔打好后,接着往每个孔里塞入0.001(千分之一)米3以上,具有强力吸水、 保水功能的包根材料,要求塞到孔底。然后向孔中注水,直至灌满为止,可同时在水 中带肥,化肥浓度不得超过千分之五,一般掌握在千分之二-三,也可用发酵过兑4 倍以上水的稀薄人粪尿。最后设法(如用草团)将孔口盖住,减少水份蒸发。
(4)当大旱之时,“遍地孔”的孔数,可在原上限值的基础上,扩大1.2倍,但若 此值超过2668(个)孔,则以取2668为限,即相当于每平方米4个孔。
5、提示
据权利要求“2、挂膜”、“3、铺底”与“4、遍地孔”的情况介绍,我们提请 用户注意:
(1)“挂膜”、“铺底”、“遍地孔”三者,宜有机地结合使用,会有更好的效果, 特别是后两者的结合使用,均可因地制宜地实现。
(2)将来挂膜铺底一遍地孔高效综合节水栽培技术全面推广后,可设计专用机械 来完成它们的没置工作;而铺设底膜也可通过喷涂塑料树脂溶液的办法来实施。

说明书全文

发明属于作物育种与栽培技术领域,是一种主要用于高种植密度旱作的节、 集水的高效低耗栽培新系统。今取“挂”、“铺”、“遍”的拼音字母之词首,简 称“GPB高效综合节水栽培技术”或“GPB法”即可。

冯晋臣教授认为:干旱农业在栽培措施上的根本出路,在于开发与实施“集水” 与“节水、”相结合、能土法上尽量少花钱的灌溉技术。一方面将自然供给(内源) 的夏雨、冬集储起来,供次年春播、夏作之用;另方面在利用外源水资源灌溉时, 要从“灌溉土壤”跳跃到“灌溉作物”,将有限的淡水用于最关键处。

滴灌外,渗灌(暗灌)、喷灌、雾灌都还停留在“灌溉土壤”这一阶段。另外, 这些国际上较先进的农业节水栽培技术还有下列主要缺陷

1、是被动的灌溉,主动集水或汇集雨后迳流的功能不强。

2、灌溉的水份,不是存在严重的地表蒸发,便有相当的地下渗漏,农用水的生 产效率尚不理想。

3、投资较大,技术要求较高,又无法用土办法来实施。因此难于在发展中国家 的广大旱区农村推广应用。

我们申请专利:“经济林根基节水栽培系列技术”(简称“根灌”,申请号: 97103541.5)[1],不但是“灌溉作物”还实现了“根基灌溉”,并克服了上述几条缺 陷。但它的适用范围,只限于种植密度不超过每1/15公顷(亩)5000株的旱作,特别 宜于经济果林与瓜菜,尤其是大棚瓜果蔬菜;农用水生产率、经济效益与生态效益均 较理想。但对种植密度甚高的旱作,如一些粮油,在理论上均可用,从经济效益上 看,却不切实际。

我国目前常规平作惯用的泼灌(泼浇)与漫灌,其用水量浪费惊人,农用水的生 产率还不到1公斤/米3。在联合国向全世界发出缺水警报的今天,它们已无继续使用 的生命

本发明要达到下述二目的:

1、干旱地区往往很缺水,蒸发量又极大。因此那里要种好庄稼,首要任务是将 一年内有限的降水量能收集起来,集水的最好办法是水降在那里,在那里就地聚集、 保存,并采取一定措施尽量减少蒸发与渗漏,达到“集水保墒”之目的。

2、本发明适用于种植密度大于每1/15公顷(亩)1000株的旱作之节水栽培,特 别适合于种植密度大于每1/15公顷(亩)5000株的旱作粮棉油及其他经济作物。达到 与我们已申请的另一专利——“经济林根基节水栽培系列技术”(根灌)互相补充之 目的,使多种旱作都能纳入我们的高效低耗节水栽培的系列中来。

本发明中的“挂膜”指两种情况:

1、丘陵梯田的(垂)直壁挂覆塑料薄膜。图1中1为梯田平面;2为梯田直壁; 3为太阳平行光:α为阳光照向梯田平面的太阳高度:β为阳光照向梯田直壁的倾角。 由图1可见,β=(90°-α),设某地,夏天α=60°,则β=30°;而冬天α=30°, 则β=60°,即此时梯田直壁太阳的光照强度如夏天梯田平面的光照强度;在我国不 少地区的冬季,还有强烈的北,可见冬天时梯田直壁的水份蒸发量徒增,故在丘陵 梯田的直壁挂覆塑料薄膜,十分必要。另一方面它还有集水的功能,因为在仲夏至晚 秋夜里气温往往降至露点以下,则该“挂膜”塑料薄膜,能将空气中的水份凝集起来 供灌溉作物之用。

实施方式:

为实施该“挂膜”宜选用厚0.1毫米、宽800厘米的棚(农)膜,为便宜计这里可 用强度较高的HDPE或LLDPE聚乙烯有滴薄膜。然后按所需覆盖面大小粘接,在覆盖面 方向的四边,要粘入φ10mm左右的绳子各一条,以防撕烂薄膜;相反的一面,每高差 1.5-2米,粘一条压膜塑料带。拟覆膜的梯田直壁,事先须除去壁上杂草、草根或树根, 若杂草较多,应喷洒除草剂如氟乐灵等,用法见相应说明书。该“挂膜”塑料薄膜的挂 覆方法如图2所示:图2中1是PE农膜;2是膜上端压土沟,深、宽均20厘米左右;3是覆 盖在薄膜上端的压上泥,要求将膜上端粘入的绳子及膜边沿全埋入上中,并填平压土 沟;4是膜下端的集水沟,宽、深均约25厘米,沟底铺膜,为此要求沟底平整且有些 倾斜,出水口处要低些;5是膜下端的压土带,带宽25厘米左右,覆盖在薄膜上的土 层厚10厘米左右,似一条堰,要求将膜下端粘入的绳子埋入土中,膜边沿不要露在土 层外面;6是固定在梯田直壁上的立柱,立柱断面10厘米×8厘米,内有直径6毫米 筋3-4根,且每高差1.5-2米,立柱上要留个孔眼或突钩,用于绑压膜塑料带;7是 压膜塑料带,带间距离D=1.5-2米,风大的地方,密一些;8是集(储)水坛,埋在土 里,坛口须对准并低于集水沟的出水口。在粘接此塑料薄膜时,两膜间的横向粘联应 按当地冬天常有的风之顺风方向,一个压一个地粘搭之;易见集水沟的出口方向,也 应置于顺风向的下风头。

效果与优点:经测算,半干旱地区冬季梯田直壁挂膜后,每天所减少的水份蒸发 量,相当于增加2-3mm的降雨量,即2-3公斤/天,米2,若该膜有100米2,则每天因减 少蒸发而可节水200-300公斤,非常可观。在中纬度地区,有露的夜里,“挂膜”塑 料薄膜每米2一夜可集露水100-300毫升(克);设该膜有100米2,则一年可集露水 2000公斤以上。

2、“挂膜”的第二种情况,是在反季节瓜菜的大棚里的后墙壁上挂覆塑料薄膜。 首先可以挡后墙透入之冷气,增加棚室保温性;另外白天大棚内温、湿度均很高,一 到傍晚及夜里,大棚内温度下降,很快达到露点,此时,该“挂膜”塑料薄膜就会将 大棚内多余的水汽凝集起来,从而降低了大棚内的湿度,减少了病虫害;还可将这些 “露水”储集起来,经消毒后供灌溉作物之用。若在此膜的背面(贴着大棚北墙壁的 那一面),涂刷“HIPS塑料用灰色涂料”,则该“挂膜”还能起反光作用,它能 明显增强棚室北侧弱先区的光照强度和提高棚室温度。

实施方式:

为实施该“挂膜”,宜选用厚0.06-0.08mm、宽800厘米的HDPE或LLDPE有滴聚乙 烯薄膜,然后按所需覆盖面大小粘接,在覆盖面方向的上端,要粘入φ10mm左右的绳 子一根,作挂膜时之用。该“挂膜”塑料薄膜的挂覆方法如图3所示:图3中1是经予处 理后的PE农膜;2是固定在大棚后墙上的钢筋钩(φ6-8mm);3是薄膜上端粘入的绳子, 其两头捆绑在钢筋钩上,并拉紧该绳索;4是薄膜挂上后,跨在膜上端绳子两侧,钉于 大棚后墙上的U形钢筋(φ5mm左右),它能托住薄膜不下堕,间距D=4米左右;5是 膜下端集水沟,沟宽25厘米左右,深约20厘米,沟底铺膜,为此要求沟底平整且要顺 着膜的粘联方向稍作倾斜,出水口处要低些;6是膜下端的压土带,带宽25厘米左右, 覆盖在薄膜上的土层厚10厘米左右,似一条堰;7是集(储)水坛,埋在土里,坛口 须对准并低于集水沟的出水口。该“挂膜”塑料薄膜粘联后,在挂覆前,尚需进行下列 予处理:首先在薄膜正面涂擦“灭滴灵”,灭滴灵是一种价廉,使用简便,不会损伤膜 性、效果持久兼有杀菌作用的粉状高效优质抗滴剂,在普通有滴薄膜上涂擦灭滴灵后, 不但能使凝结在薄膜的水滴迅速顺膜流下,保持膜面的良好反光作用,还能消毒水滴, 使水滴无染病之患,因此可放心将所集之“露水”用于作物灌溉上;接着在薄膜背面 (覆盖于大棚后墙那一面),均匀地涂刷一层“HIPS塑料用银灰色涂料”。该涂料的 配方如下(按重量比例):

硝酸纤维改性热塑性丙烯50;

树脂溶液(固体含量30%)浮型粉浆3.5;

HIPS专用混合溶剂46.5,合计100。

效果与优点:有集水功能,可降低棚室湿度,减少病虫害,且能增光、增温。用 于叶菜,增产10-30%;用于茄科蔬菜与黄瓜,经济效益更显著。挂覆薄膜的使用有 效期五年以上。

本发明中的“铺底”指底膜覆盖技术:

不少干旱少雨地区,由于渗漏损耗,使一年中少有的几次显效降水量(>10mm/d), 很快渗漏到2米以下的土层中,成为根系所无法利用的无效水。尤其对蓄水性能差的砂 土,渗漏损耗更为严重。为解决这一问题,可在耕作层底下,铺上一层厚度不小于 0.05mm的PE塑料薄膜,铺设深度视作物根系情况而定,邻近两膜之间重叠(搭接) 10-20厘米,面积大的宜采用150厘米以上宽的塑料薄膜搭接铺覆,易见薄膜越宽,其 利用率越高;窄沟则可采用相应宽度的塑料薄膜单独铺覆。使用寿命10年左右,膜越 厚有效期越长。有关技术指标见表1。

根据整地情况,有以下几种实施方式:

1、平坦型底膜覆盖栽培技术

(1)切土翻土:据不同作物按表1所示深度切土,并将该表层土翻起置另旁。

(2)铺膜搭接:所挖土层达到一定的宽度与要求的长度时,将沟底铲平并铺覆适 合宽度的塑料薄膜,两邻膜之间搭接10-20厘米,以防渗漏。

(3)膜上覆土:去掉原来翻起的表层土中的硬性杂物,防止捅破塑料薄膜,将土敲 (粉)碎后,便回复覆盖到所铺塑料薄膜上;在未铺完底膜前,底膜两边都要留出相 邻两膜的搭接宽度,最后底膜四周都要多留45厘米长(宽)的边,以便与田埂内壁相 贴附。

(4)筑埂防泄:一般垦植区四周先要筑好12厘米左右高的田埂,以免该垦植区的降 水量外流,使雨养农业的“一方田接住一爿天”降水之理想,能进一步实现。在该垦 植区中铺完底膜后,最后便将底膜四周多留长的45厘米塑料薄膜,附覆在田埂的内壁, 内壁四周的底膜上盖完土后,便尽量将膜拉紧,使膜上端用土紧压在田埂的顶部为宜。

(5)平整地表:垦植区覆好底膜、盖完土后,应及时将表土平整。对于梯田,要 求平行于等高线的梯田中线,低于中线两侧的梯田表面,形成一个两边倾角5°~10° 的V字形结构,以减轻梯田沿等高线外侧田埂的迳流冲击力。当种植作物时,若与下 述介绍的“遍地孔”栽培法相结合,则效果更好。

2、垄沟型底膜覆盖栽培技术

该实施方式与“平坦型底膜覆盖栽培技术”之差异,仅在于沟中铺底膜(厚0.05 mm以上的塑料薄膜),垄面上覆地膜,地膜可选用宽度适当厚0.006-0.008mm的 HDPE或LLDPE超薄膜,见图4。图4中1是垄;2是沟;3是沟中的底膜;4是垄面的地膜; 5是沟中耕作层的土;D是表1中底膜铺设的深度,亦即耕作层或相应作物大部分根系 分布的土层厚度;L是垄宽;G是沟宽;α是垄面倾角,取10°左右,或筑成拱形垄面。 其具体操作步骤为:

(1)施肥深耕:欲铺底膜的田,全面耕翻,深度为表1中的D;深耕前最好施足基 肥。

(2)开沟起垄:根据该田作物种植的计划,决定L与G,然后在田上作好标记, 按图4所示的形状与要求的L、G宽度开沟起垄(最后垄面最多比地平面高2-5厘米), L与G的常用尺寸及匹配,见表2。

(3)沟铺底膜:沟中土层挖到所需的宽度、长度与深度时,应将沟底铲平并铺覆 合适宽度的塑料薄膜,膜的两边应顺沟壁向上翻贴,高20厘米以上,以便能蓄积 200mm以上的降水量。

(4)垄盖地膜:先在垄面喷除草剂,再将适当宽度的超薄膜覆盖在垄面,要求该 膜两边顺沟壁向下垂挂,覆盖在沟中底膜的外边,长度以能与沟中底膜的上翻部分重 叠2厘米左右即可。这样的垄面所形成的产流面,会使无效降水(<5.0mm/d,包括露 水)及微效降水(5.0mm-10.0mm/d)产生迳流,将原来是无效或微效的降水亦能储集 于集水区(沟)之中。

(5)铺包根材料:经济条件许可的地方,沟底底膜上宜铺一层厚5-10厘米的包根 材料[1],财力强者可用长效型常用包根材料,铺得厚些为好,以便可连续使用多年。

(6)覆土并平整:去掉原来沟中翻起的表层土中的硬性杂物,防止捅破底膜,将 土敲(粉)碎,回复覆盖到沟中的底膜上;然后平整一下沟中覆盖土的表面,使沟两 侧边沿低于垄边沿1-2厘米,以利于储集雨水。

(7)筑埂防泄:一般垦植区四周先要筑好12厘米左右高的田埂,以免该垦植区的降 水量外流,使雨养农业的“一方田接住一爿天”降水之理想,能进一步实现。在该垦 植区的沟中铺完底膜后,要使底膜两端多留长约45厘米,以便附覆在两头田埂的内壁, 内壁上的底膜盖完土后,应尽量将膜拉紧,使膜上端用土紧压在田埂的顶部。当作物 种植时,若与下述介绍的“遍地孔”栽培法相结合,则效果更好。

3、垄沟型双膜覆盖栽培技术

该实施方式是省去了“垄沟型底膜覆盖栽培技术”的第(5)步,增加了沟面覆地 膜那一步。故其操作步骤为:

(1)-(4)完全同“垄沟型底膜覆盖栽培技术”的操作。

(5)覆土与整形:去掉原来沟中翻起的表层土中的硬性杂物,防止捅破底膜,将 土敲(粉)碎,回复覆盖到沟中的底膜上;最上层的土要粉碎得很细,以便接着可将 其表面筑成拱形(无需压实),拱的边沿要低于垄边沿1-2厘米。

(6)沟面覆地膜:先在沟面喷除草剂,然后将略小于沟宽度的超薄膜覆盖在沟的 拱形表面上,使该覆盖地膜两侧与沟边留有1厘米左右间距,便于大雨时集水。

(7)筑埂防泄:完全同“垄沟型底膜覆盖栽培技术”中(7)的操作。见图5,图5中 1是垄;2是沟;3是沟中的底膜;4是垄面的地膜;5是沟中耕作层的土;6是沟面的地 膜;D是表1中底膜铺设的深度;L是垄宽;G是沟宽;α是垄面倾角,取10°左右或筑 成拱形垄面。

“铺底”的以上三种实施方式中的底膜与地膜,都是周年覆盖的。它们的效果与 优点如下:

1、能集蓄降水量。对于年降水量200mm-600mm的雨养农业区,“铺底”法能蓄集 一年内80%以上的显效降水量;能储集0.832[(垄与沟的地膜覆盖总面积)÷(“铺 底”的土地总面积)×100%]的无效与微效降水量。无效与微效降水量,有些地方占 年均降水量的1/3-1/2,越是干旱、少雨的地区,它们所占的比例越大。

2、渗漏与蒸发损耗小。尤其是垄沟型双膜覆盖栽培法,几乎无渗漏与蒸发损耗, 达到集水又节水之目的。

3、可免耕少污染。因底膜无阳光直射与风的影响,又有土层保护,所以使用寿 命可超过十年,还希望用的时间越长越好,故不存在地膜那样的“白色”环境污染问 题。对垄沟型的垄面或沟面覆盖的超薄膜,也不必每年都换,只要在十分破烂处的地 膜(旧地膜不取下)上面,覆盖一层新的地膜即可继续使用,以减少污染与成本。

4、成本低于滴灌、渗灌、喷灌与雾灌。“平坦型底膜覆盖栽培技术”,每1/15 公顷(亩)需聚乙烯薄膜(0.05mm厚)32.9公斤左右,按现行(98年春)9600元人 民币/t的批发价计算,每1/15公顷(亩)的一次性现金投入不超过316元。“垄沟型 底膜覆盖栽培技术”按L=G=68厘米的模式,每1/15公顷(亩)需底膜与地(面)膜 (0.006mm-0.008mm厚)小于28.9公斤,不超过280元;若取L=68厘米,G=22厘米的 模式,则每1/15公顷(亩)需底膜与地(面)膜不超过23.7公斤,不到228元。“垄 沟型双膜覆盖栽培技术”,按L=G=68厘米的模式,每1/15公顷(亩)需底膜与地( 面)膜小于31.3公斤,约300元;若按L=68厘米,G=22厘米的模式,则需底膜与地 (面)膜小于25.0公斤,未超过240元。可见,“铺底”的三种实施方式的一次性现 金投入,均大大小于滴灌与雾灌,也小于喷灌与渗灌;而滴灌、渗灌、喷灌与雾灌无 集水功能,又有大量的蒸发或渗漏损耗。

5、适用面广。不少雨养农业区,很难找到水源来进行灌溉,因此即使有钱也无 法搞滴灌、渗灌、喷灌与雾灌;但都可以搞“铺底”的三种实施方式中的任一种,解 决了雨养农业“集水+节水”栽培的难点。

表1、“铺底”与“遍地孔”集水、节水栽培的数据表 序 号 作物 名称*     底膜铺设     深度D     (cm) 1/15公顷(亩)     种植密度     (株)     1/15公顷(亩)     “遍地孔”孔数     (个) 1     小麦     25     15万左右     大旱2668;     中旱2280。 2     大麦     30     20万左右     大旱2668:     中旱2280。 3     大豆     25 2万-4万,随种植     季节而变。 3万株以上,1810; 2-3万株,1718。 4     豌豆     25     1万-4万 2.5万株以上,1718 1-2.5万株,1045。 5     蚕豆     30     9000-1万 行距小于25,1379; 行距大于25,1242 6     玉米     30     3500-4000     568-856 7     旱稻     25     13万为宜     2280 8     水稻     旱植     25-30     13万-25万 沟种水稻,垄 种豆,2668。 9     甘薯     /     3千-5千, 随种植季节而变。     635-952 10     马铃薯     /        6000.宜每株留 2-3茎。     693-1041 11     棉花     30 (育苗移栽) 3千-8千,视土 壤肥力而定。     723-1198 12     油菜     30 1.5万-2.5万,视 平川或山区而定。 2万株以上,1718; 2万株以下,1379。 13     芝麻     25 6千-1.5万,视株 型与种植季节变。 6千-8千株,1150; 8千-1.5万珠,1379 14     花生     30 1.3万-2.5万, 视地理条件、种 植季节而变。     1379-1431 15     苎麻     30  (浅根型) 1000-1500莞     356-534 16  黄、红麻     25 红麻1.5万-2万: 黄麻2万-2.5万     1379-1718 17     甘蔗     30 4000-8000条     有效茎     798-1198 18     烟草     /     1300左右     333-500

续表1、“铺底”与“遍地孔”集水、节水栽培的数据表 序 号  作    物   名称*     底膜铺设     深度D     (cm)  1/15公顷(亩) 种植密度     (株) 1/15公顷(亩)     “遍地孔”孔数     (个)  19   高粱     / 4千-1万,视杆 高、矮而变。     856-1336  20 粟(小米)     30 2.5万-7万     1718-2280  21   黍(稷)       25 4万-5万     1718-2280  22   薏苡     30 4万-5万     1718-2280  23   荞麦     30-35 8万-16万 穴播和条播     大旱2668:     中旱2280。  24   菊芋     / 3000左右     495-723  25   蕉藕     / 1000-1400     344-517  26   山药     / 2500-4500,按 种的类型大、小 而定。     602-904  27   魔芋     30 2000-2600     495-681  28   绿豆     30  中生植物类 8000-15000     1150-1379  29   小豆     25-30 1万-2.5万,随 播种季节而变。     1379-1718  30   豇豆   饭豆     30 1万-2.5万,视 播种季节而变。     1150-1718  31   向日葵     / 2000-3000     495-723  32   姜     30 5000     635-952  33   红花     30 1.2万-1.5万     1150-1379  34   油莎草     25-30 1.5万-2.5万 穴,每穴1-2棵。     1718-1900  35   甜菊     30 (扦插繁殖) 8000-10000     1150-1336  36   薄荷     30 4万-5万,有西洋 与中国种之分。     1718-1900  37  大田花  卉、苗木     15-20     (苗木)     25-30     (花卉) 行距<15厘米,     2688 行距15厘米 ~20厘米     1718-2280 行距25厘米 ~30厘米     1154-1379 行距40厘米     872 行距60厘米     590 行距80厘米     450  38  大田瓜  菜、育苗     15   (育苗)     30   (瓜菜)    育苗     2668 行距20厘米     1718 行距25厘米     1379 行距30厘米 ~40厘米     872-1154 行距50厘米 ~60厘米     590-704 行距30厘米     450

注;*大部分一年生成宿根性草本植物,其根系的70-80%, 多分布于0-30cm的耕作层中,故底膜设置深度达30cm左右即够。

表2、垄沟型“铺底”的L/G部分参考尺寸表*     L     68     68     68     68  206  220  220  208  70-80  113-133    G (厘米)     68    132     22     52   58   48   46   32    30     30 (续表2)     L     50     50     60     60 120  80  70  90  50  40    G (厘米)     50    130     60     40  60 120  30  30  30  20

注:表中L为垄宽,G为沟宽。 L/G的匹配及具体数值,千变万化;宜根据间作、套(混)种、夏种、 轮作及当地气候情况来决定,如少雨干旱的地区,L在(L+G)中的比例需大些,以增加产流面。

本发明中的“遍地孔”,是指用图6所示的专用工具在栽培作物的田块上,按表1 中所示的“遍地孔”孔数,在作物间普遍打孔,然后往孔里塞入一些包根材料[1], 从而达到集水、吸水与保水之目的。图6(1)是遍地孔打孔器的立体示意图,图6(2)是 打孔嘴的侧投影,将来“遍地孔”节水栽培技术全面推广后,可设计专用的机械来打 孔。图6中1是打孔嘴,钢质,尖头部实心,后端可以是空心的;2是孤形背凸,曲率 半径R=15厘米,使打的孔口能低于地平线,便于集水;3是踏脚板,与打孔嘴的中 线相垂直,便于使力;4是装把(柄)的孔,孔径φ40-45mm、孔高5厘米;5是木把(柄); 6是手柄,粗细以手能握紧为宜,其直径约φ40mm;L≥33厘米;α=180°-β+γ,这 里取β=150°~155°,γ=20°则α=45°~50°;d为打孔嘴的俯视宽度,其值以 使打出的孔之容积V=(S×L)/3>0.002米3(2000ml)为宜,这里S是打孔嘴后端的 截面积,它等于(13厘米×d厘米),本例d=15厘米。

实施方式:

1、用遍地孔打孔器按表1要求孔数,在栽培作物的田间打孔,打孔时,应使用冲 力,并使孔与地平面成45°左右倾角、孔口宜偏北,这样可避免太阳直射,减少水份 蒸发;孔口与地面交界处,要低于地平线,以便汇集雨后迳流,以充分利用大自然恩 赐(内源)的降水量。

2、孔在田间的分布是这样,若作物是成行种植,则两行作物合一排孔,相邻两 排孔需相互错开一定距离,以利扩大孔对庄稼的作用面,也可增加孔对雨水的截集能 力,如图7所示。若遍地孔的孔数高达每1/15公顷(亩)2668个时,则可按每平方米 打4个孔的模式进行,如图8。图7中1是孔;2是作物;L=1-1.5米,L1=L/2米。图8 中1是孔;2是种庄稼的田块;L=1米;L1=1/2米,L2=1/4米。

3、孔打好后,接着往每个孔里塞入0.001(千分之一)米3以上,具有强力吸水、 保水功能的包根材料,要求塞到孔底。然后向孔中注水,直至灌满为止,可同时在水中 带肥,化肥浓度不超过千分之五,一般掌握在千分之二-三,也可用发酵过兑4倍 以上水的稀薄人粪尿。最后设法(如用草团)将孔口盖住,减少水份蒸发。

4、当大旱之时,“遍地孔”的孔数,可在原上限值的基础上,扩大1.2倍,但若 此值超过2668(个)孔,则以取2668为限,即相当于每平方米4个孔。

效果与优点:

1、集水。打孔后增加了地表的粗糙度,故可减缓和减少雨后迳流,并能汇集雨 后迳流,按1/15公顷(亩)打1718个孔计算,孔的容积>3.44米3,由于汇入孔中的 水还会向孔四周渗透一部分,故实际截流量每1/15公顷(亩)可这6-8米3。

2、节水、节肥。水、肥可同时注入孔中,由于孔中塞入了有强力吸水、保水功 能的包根材料,故蒸发、渗漏很少。水、肥又在根际附近,相当于喂到植物的“嘴巴” 里,故利用率甚高,既节水又节肥。用此法抗旱,每月每1/15公顷(亩)有2-8米3的 水就可以,大旱之日,也不超过12米3。“遍地孔”对土壤还有镇压、提墒之作用。

3、适应面广。在作物定植前(最好),或在定植后作物生长发育的任一阶段, 均可按需要进行“遍地孔”的操作,时间上有很大的适应性;方法简便易行,可土法 上马,适合我国及发展中国家的农村推广使用,空间上适用范围很宽;另外该法对于 每1/15公顷(亩)密度超过1000株的旱作均适用,故使用对象亦很广。

4、无环境污染。“遍地孔”节水栽培技术符合“可持续发展”的要求,因为塞 入孔中的包根材料,能改良土壤,使之团粒结构化。

“挂膜”、“铺底”与“遍地孔”三者,宜有机地结合使用,会有更好的效果, 特别是后两者的结合使用,均可因地制宜地实现。将来挂膜铺底一遍地孔高效综合节 水栽培技术全面推广后,可设计专用机械来完成它们的设置工作;而铺设底膜则可通 过喷涂塑料树脂溶液的办法来实施。

                           参考文献

[1]冯晋臣、阴明远、冯征,经济林根基节水栽培系列技术,专利公开号:9881, 《发明专利公报》,1998年第17期。

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