本专利属于作物育种与栽培技术领域，是一种主要用于旱作高效节水灌溉的新系 统。

国际上目前比较先进的节水农业技术有滴灌、雾灌、渗灌、地膜复盖等。现分 析之：

1、滴灌：对大田旱作进行滴灌，可比常规栽培方法(对照)增产20-80％(果树 增产低些，瓜类、蔬菜较高)。它需要动力装置，将过滤后的水溶液送至滴灌嘴(滴 头)，每小时输2-8公升水。一棵树一般按放三个滴灌嘴，因此，干旱季节用滴灌抗 旱，每1/15公顷(亩)每月抗旱用水量至少需50米3，其中相当一部分是地面蒸发掉的。 它的缺点是成本非常昂贵，对水质要求十分高，日常维修亦很费力，且滴灌嘴的质量 我国尚未过关，因此很难在我国目前农村的经济与技术条件下大面积推广。[1]

2、雾灌：在蔬菜栽培中常用的雾灌(微喷灌)技术，其用水量不亚于滴灌，存 在着较大的蒸发、漂逸损失，与滴灌一样对水质要求亦很高，也需要消耗较多的能源。 [2]铺耐压(3atm以上)管道与排列较密的雾化喷头，每1/15公顷(亩)至少需2000元 右左现金。

3、渗灌：渗灌(暗灌)是地下铺设带孔的渗水管道，地上需建造水池与压力泵； 据1996年春水利部在山西省召开节水灌溉现场会议的介绍，若用塑料管道，则地下部 分的工、料投资每1/15公顷(亩)为600-800元，加地上部分的设施，每1/15公顷(亩) 需投资1500元以上。干旱季节，用渗灌抗旱，每1/15公顷(亩)每月抗旱用水量也要20 米3以上。其中有不少水份往下渗漏至土壤深层，成为植物根系无法利用的地下水， 当这些水分蒸发时，还会将土壤深层的盐份带到表土层，使土壤盐渍化；另一方面， 渗水孔很快会因根毛的伸入或菌藻的繁殖被堵塞，而影响渗灌作用。

4、地膜复盖：地膜复盖有保墒、保温等很多优点，但它是被动的节水技术，使 土壤吃不到大部分雨水与露水，并阻碍土壤的透气性，影响土壤中微生物的活性，不 利于土壤中有机质的分解、吸收。因此，至少对纯旱田、贫瘠的土壤、沙土地和粘性 土壤不适用；另外在天气炎热地区，由于土壤透气性差，土温太高，甚至会“烧”根。 因此该法有相当的局限性。

而国内常规(用)的抗旱方法，至今仍是泼浇、漫灌(淹灌)与喷灌，用这些方法灌 溉的水份首先被表土所吸收供田间杂草生长与地面蒸发之损耗，多余的水份往下渗透， 只有到了根毛区这一瞬间才能被植物所吸收利用，再往下渗漏，根毛已力所不及，这 些水份就成为植物无法吸收利用的地下水。因此用常规办法抗旱效果不理想，漫灌还 有使土壤板结、肥份流失等付作用，且极费水。见表1。

另外根部施肥，往往因干旱，第一年冬上的基肥至次年秋翻起来仍然存在，原因 是干旱与不通气，土壤中微生物无力将它们分解成植物可吸收利用的肥份；根系也很 难扩展。至于施化肥，也往往因干旱无法溶解，使植物难以吸收，一旦雨季又被大雨 冲洗流失或往下渗漏到植物根系无法达到的土壤深层，浪费很大。

表1、抗旱效果比较表 方  法 旱季每1/15公顷(亩)每月抗旱用水量米3   地表蒸发 地下渗漏 1/15公顷(亩)投资(含投工)(元)* 本专利     2-8     少     少 150-500(理金支出可为0) 渗  灌     20左右     少     多 1500以上** 滴  灌     50以上     多     少 2500以上 雾  灌     50以上     多     少 2000左右 泼  浇     50以上     多     多     滴灌设备昂费，在我国难以 大面积推广。且滴灌嘴的质量 目前我国尚未过关。 喷  灌     50-80     多     多 漫  灌     100以上     多     多

*此投资值的人民币数额，按申报时的物价计算；

**渗灌投资已计入建造水池的费用；若未计入，则1/15公顷(亩)的投资(工、 料)需600-800元。

滴灌、雾灌、渗灌、地膜复盖、深层施肥、免耕法以及上述的常规灌溉等措施， 它们都未能将抗旱、保水、施肥、改良土壤与防治地下病虫害同时有机地结合起来； 尤其在旱田作物的栽培上更需将它们结合起来。为了实现这一目的，我们创造了本 灌溉系统。

另外，在采用常规的灌溉方法情况下，全国农业用水量约占我国总用水量的80％， 而真正被植物吸收利用的却很少，因此农用水的生产效率(单位水量的作物产量)还 不到1公斤/米3。农业是我国经济的重要支柱。未来社会与经济的发展依赖于各种资 源良性的可持续的利用，这些资源是土地、水及生物多样性，它们是农业生产的基础。 而我国水资源十分缺乏，年均降水量648mm低于世界陆地与亚洲的年均值，人均水量 是世界人均的25％；北方旱情更为严重，人均水量是世界人均的8.7％，公顷平均水量为 世界均值的17.2％。“水”已成为制约中国农业发展的关键因素之一，如西北黄土高 原，其土壤具有潜在的肥力，但通过灌溉才能发挥，而该地区居民都受到饮用水缺乏 的威胁，若用常规的灌溉办法来消耗大量的农用水就成为不太可能。据估计，我国由 于水资源短缺，仅粮食产量这一项，每年就损失约1亿吨。一些缺水地区，地下水的 连年超采以及排水不适，已引起地面下沉、海水入浸、水质污染与盐渍化、沼泽化等 问题，更进一步降低了当地水资源的可利用性，加剧了土壤退化，使土壤肥力下降、 农业产量降低，严重的地方还导致荒漠化。可见农业节水问题，也是个严峻的社会问 题。因此，研究与推广高效节水农业新技术并建立相应体系，使农业的发展纳入可持 续发展的轨道是十分必要的。

我国尚有2-3亿亩耕地没有灌溉条件，全国592个贫困县大部分在这些地区，那里 又是少数民族聚居区，存在着为竞争极其稀少的资源，而发生民族利益冲突的隐患。 由于那里的贫困，虽有滴灌、雾灌或渗灌等较先进的抗旱技术，也无法加以利用；正 急需一种抗旱、增产效果可以与渗灌、滴灌、雾灌相比较，而投资远小于它们，且实 施途径能“土”能“洋”、有较强适应性的高效抗旱技术，这是我们研究本灌溉系统 之另一重要目的。

下面我们来介绍本灌溉系统的理论依据、技术方案的关键内容、具体指标与几种 实施途径：

我们知道，土壤学强调的是设法使土壤团粒结构化，也就是说“团粒结构”是土壤 改良的方向，团粒结构的物理特性是同时具有吸附、储流与透气的功能。植物学与植 物生理学告诉我们，植物吸收水、肥的机制，基本上可以说是以其新陈代谢提供动力 的物理过程；在庞大的根系中，那些粗壮根系仅起固定植株的作用，只有根毛区是吸 收水、肥的地方，它相当于植物的“嘴巴”，如树木的根毛密集区分布在树冠滴水下 沿那一圈的一定深度的土层中。所以对于贫瘠与易旱的土壤，不必去全面改良，只要 改良对植物生长影响最关键的那部分土壤——植物毛细根分布最密集的根毛区，最为 经济与策略。

该专利就是在分析了现有的技术与理论，并追究其物理实质后，从物理学的角度 结合植物学、土壤学、生态学、栽培学等有关学科知识创造的一种既能进行抗旱、保 水、施肥和改良土壤，又能防治地下病虫害的旱作高效节水灌溉新系统——根基灌溉 系统(简称“根灌”)。

根基灌溉系统由下列部件构成：1、吸附物质，2、输入孔，3、大、小控制阀，4、 干、支、毛三级输液管道及其相应的接头，5、动力装置与水泵，6、水池；其中吸附 物质与输入孔是必要的。该系统的技术关键与具体指标是：

挖开植株毛细根密集范围处一部分上层土壤，深度以不过分损伤根系为原则。然 后在那沟里铺上压实的一定厚度的吸附物质，因为吸附物质在那里将毛细根包了起来 故称为包根区；接着将原来挖起的表土复盖在包根区上面，同时每隔1-2米，在复盖 土层中留些直径6-10厘米左右的输入孔(洞)，孔下端要与包根区的吸附层相接触。 以后就通过输入孔适时适量地将一定配比的水、肥灌施到包根区的吸附物质里，因为 那里有密集的根毛，故相当于植物的“嘴巴”，因此能达到高效抗旱与施肥的目的， 输入孔亦是根部的通气孔与灌药孔，平时最好将孔口(如用单)盖之。对一年生旱作 宜在定植前设置好包根区。特别是大棚温室栽培浅根性的反季节瓜菜，可用“蒙布法” 来完成包根处理：在定植区土壤上挖一宽20厘米左右、深15-25厘米的包根沟，沟中 填满包根专用吸附物质(吸附物质平地面或略高于地面)，然后在吸附物质上面用宽 30厘米左右的PVC、PE塑料布(膜)或废旧布蒙盖住，布条两边用薄泥压住，再在布 上每隔1米打一个直径6-10厘米的孔，随即插入直径相当的塑料套筒(目前可用代用 品，将来可专门生产)，筒底深入吸附层5厘米左右，筒身露出地面10厘米以上，以 便于日后水肥药液的灌施。如下面各图所示，一般包根区上不直接栽培一年生旱作； 若设计要求在包根区上直接栽培一年生旱作，这时应在包根区的蒙布上，按株距打些 适当数量的“栽培孔”，以便定植时之用，另外这时的包根吸附物质应选用在作物定 植后，不再强烈腐熟、发酵而引起烂根的包根材料。

该灌溉系统的科学性在于从土壤改良为指导思想，以土壤结构团粒化为依据来采 取措施，以发挥其吸附、储流与透气功能，从而达到高效利用水、肥与促进植物生长， 提高产量和质量的目的。

不同的旱田作物，由于其耕作、栽培上的具体差异，就要用不同形式的包根类型： 单株包根处理，其包根区要达到树冠滴水下沿用长1/3以上，还有成行包根与成片包 根处理等。其他类型可根据旱作的实际需要，衍化而得。它们的技术关键及具体指标， 见表2与图1至图5。图1是单株包根示意图，图中“1”表示毛细根密集部分(树冠滴水 下沿)，“2”是吸附物质，“3”为复盖土层，“4”指输入孔。图2是树冠交叉成荫 的成年经济果林成行包根示意图，其包根区宜逐年轮换，若第一年竖置，则次年改为 横置；图中“1”表示成年树的树冠，“2”为成行包根区，“3”是输入孔。图3是亩 密度4000-5000株的旱作成行包根示意图，这时作物可作宽窄行栽培，包根区设在窄 行或宽行中间；图中“1”表示植株，“2”为成行包根区，“3”是输入孔。图4是亩 密度600-1000株的旱作成行包根示意图，这时植株单侧设包根区，2-4棵合用一个输 入孔；图中“1”表示植株，“2”为成行包根区，“3”是输入孔。图5是经济价值高 的反季节瓜菜“丰”字型包根示意图，其中(1)图适于叶靠近地面的蔬菜如白菜类、 根菜类等，(2)图适于叶离地面较远能在垄中间灌水、施肥者；图中“1”为包根区， “2”是输入孔，垄宽1.2米左右，垄内除输入孔处外均可按一定株行距种瓜菜。 表2.相应包根类型的技术关键与部分旱作间的关系表 包根类型     包根对象 沟宽×沟深 (厘米)   孔数(个) 压实后吸附层的 厚度(厘米) 单株包根 树冠未交叉成荫的经济果 林；稀植桑。 20-30×25-35 每1-1.5米 长的包根沟 留1个孔。 经济果林：10-20； 桑：5-10。 单株包根 幼龄经济果林，西瓜、甜 瓜。一般亩密度小于800 株。 15-20×20-30 (果林的沟偏深) 每棵1个。 10-15。 成行包根 树冠已交叉成荫的经济果 林，便于实施机械化包根 与搞水塔输液网。 20-30×30-40 1.5-2米一 个。 15-20(莫超过25)。 成行包根 玉米：宽狭行栽培，窄行或 宽行设包根区；密植桑、 茶叶：单侧设包根区。 15-20×20-30 玉米：1米1 个；桑、茶： 1-1.5米1个 玉米：10-15 桑茶：5-10 ″丰″字型 包根 大棚温室中及南方的反季 节瓜菜。 15-20×15-30 (浅根性蔬菜沟浅些) 1/15公顷 (亩)中超 过3000株1 米1个，否则 1.5米1个。 5-15(有机质填料有 升温作用)。 *注：1、一年生作物宜在定植前先设置好包根区；

 2、有坡度的地方，输入孔应设在坡向上方；

 3、用稻草或杂草作包根材料，每米包根沟内需铺草2.5-10公斤，每1/15公顷

   (亩)一般需500-1000公斤。

 4、成片包根是成行包根的发展，每1-2米2设1个输入孔，常作苗床来育秧培苗

    如水稻旱育苗等。

包根用的吸附物质，即包根材料，可按下法配制：

1、包根材料的理化特性与成份

包根用的吸附物质，即包根材料是由基本成份与附加成份两部分组成的，使其理 化特性满足下列指标：

(1)密度(容重)＜1克/厘米3；

(2)包根材料的基本成份，须是吸附性强，能保水、保肥，且有良好的排水透气 性的无毒、无害物质。总孔隙度＞60％，其中大孔隙(贮气)约20％，小孔隙(存水) ＞40％；

(3)养料丰富含包根专用基肥，使它的速效氮、速效磷、速效钾含量达100- 200PPM；钙、镁、硫元素的含量达50-100PPM以上；

(4)含有一定比例的团粒结构促进剂，湿时不粘结成团；

(5)含有一定比例的吸水保水剂，干时不开裂；

(6)根据当地需要加入一定量的土壤消毒剂；

(7)根据当地需要加入一定量的地下病虫害的防治农药(宜用非内吸性者)；

(8)PH值6-7。必要时，可用KOH、NaOH或磷酸、稀硫酸等调整之。

由此有下列几种包根材料的配方与制备方法，见表3与4。 表3、长效型常用包根材料配制表 表4.经济型常用包根材料配制表

当本灌溉系统全面推广后，包根材料应制成专用的“包根块”或“包根束”或 “包根粒”以适应用机械化操作来实现不同类型包根处理之需要，这时包根材料还应 具有下列特性：

(9)含有一定比例的防腐剂；

(10)理化性能较稳定，可连续使用5年以上；

(11)含有一定比例的粘接(合)剂；

(12)有一定硬度或支撑性，便于机械化操作，如包根块可制成蜂窝状结构。

2、长效型常用包根材料之配制

长效型包根材料之特点，是作一次包根处理，可使用5年左右或更长的时限，只 要每年适当补充一些包根专用基肥与有关附加成份即可继续用之。常用的长效型包根 材料配制，见表3。

3、经济型常用包根材料之配制

经济型常用包根材料主要用于一年生旱作，也可用于多年生果林上，则每年晚秋 该果林可不施或少施基肥，代之以包根处理即可，若仍施点基肥，应结合包根处理同 时进行。常用的经济型包根材料之配制，见表4。

根基灌溉系统，既能高效节水又能大幅度节肥，为此有一系列与之配套使用的化 肥：

1、包根专用基肥

依照配方施肥的思路，包根专用基肥是根据不同的包根材料中的原料成份所含 矿质元素之差异，进行配制的，使包根材料内6种大、中量元素(氮、磷、钾、钙、 镁、硫)的含量，能满足包根材料的有关技术指标之要求。

2、包根专用CO2长效颗粒肥

对于温室大棚及其他保护地栽培的旱作，或1/15公顷(亩)种植密度在4000株 以上的大田旱作，如玉米、高粱、甘蔗，均可施包根专用CO2长效颗粒肥。方法如下：

(1)在温室大棚或其他保护地栽培中，所用的包根材料应均匀混入包根专用CO2长 效颗粒肥；每1/15公顷(亩)用量6000-7000克，自完成包根处理之日起，约一个月内 可持续不断地释放CO2↑，使保护地内碳酸气的浓度提高70％以上，一周后作物产量或 生长量就会有极明显的增加。

(2)玉米、高粱、甘蔗等C4植物，光合作用强烈，对它们宜在营养需要量较大的 灌浆期，将包根专用CO2长效颗粒肥，通过输入孔施到包根区之中，用量每1/15公顷 (亩)5000-10000克。可在一个月内，尤其在中午阳光大、温度较高时能释放较多的 CO2个，而此时刻正是一般植物光合作用最盛旺之时，正好需要较多的碳酸气。对其 他高密度旱作也可类似施用。

3、包根专用追施

包根专用追肥是按照下列5原则计算配制的：

(1)南、北方土质之差异；

(2)光线强弱、温度冷热(如保护地栽培与大田栽培之差异)；

(3)作物品种；

(4)栽培密度，如高密度的要加包根专用CO2长效颗粒肥。

(5)广谱与专用追肥(如早热西瓜、厚皮甜瓜、花卉、蔷薇科与芸香科水果等)。

所以有几十种丰产灵(宝)系列包根专用追肥，以适应不同情况之需要；因篇幅 所限，这里仅介绍4种包根专用追肥：

(1)保护地旱作广谱包根专用追肥：

a、过磷酸钙                  0.3132

b、硝酸铵                    0.0144 

c、硝酸钾                    0.2192

d、硫酸镁                    0.1794

e、硝酸钙                    0.2738

                             合计：1.0000；

(2)保护地旱作广谱包根专用叶面追肥：

a、硝酸铵                    0.0325

b、硫酸镁                    0.1956

c、硝酸钙                    0.5277

d、硫酸钾                    0.1393

e、磷酸二氢钾                0.1049

                             合计：1.0000 另加：螯合态微量元素(铁、锰、硼、锌、铜、钼、钠等)与稀土复合肥

                             140-350mg/L 其他附加成份                     适量；

(3)大田旱作广谱包根专用追肥：

a、过磷酸钙                  0.1936

b、硝酸铵                    0.0624

c、硝酸钾                    0.2222

d、硫酸镁                    0.2368

e、硝酸钙                    0.2850

                             合计：1.0000；

(4)大田旱作广谱包根专用叶面追肥：

a、硝酸铵                    0.1090

b、硫酸镁              0.2439

c、硝酸钙              0.4279

d、硫酸钾              0.1581

e、磷酸二氢钾          0.0611

                       合计：1.0000 另加：螯合态微量元素(铁、锰、硼、锌、铜、钼、钠等)与稀土复合肥

                       140-350m9/L

其他附加成份           适量；

根基灌溉系统的实施，可根据各地区的经济、技术条件，选择合适的实施途径。 对于经济技术发达的地区或现代化农场，可用水塔输液网根基灌溉设备来实施；对于 十分贫困的旱区农民，只要肯出点劳力，甚至可以不花一分钱的现金即可实施。

1、适合我国与第三世界旱区农村的实施途径

(1)包根材料

根据我们研完，包根材料应选用吸附性强、透气性好(孔隙度60-80％)、理化 性能较稳定、有一定硬度或支撑性的无害物质，最好是专用的“包根块”、“包根束” 或“包根粒”。但考虑到我国工农业产品剪刀差较大，干旱地区农村又较贫困，因此 尽量“土法”上马，提创因地制宜选用包根材料，故可采用第(9)或第(10)两种经济 型常用包根材料；对于十分贫困的旱区，可用稻草、麦秸或杂草作包根材料，每米包 根沟内需铺草2.5-10公斤(相当于5-20厘米厚)，1/15公顷(亩)用量一般在500- 1000公斤之间。

(2)包根区与输入孔的形成

包根区的设置用手工操作完成；输入孔可用相应直径的打孔器冲成，亦可用相应 直径的棍子作模获得，然后套入直径相当的废弃塑料饮料瓶(将瓶两头割去呈圆筒形)， 对于十分贫困的旱区亦可用泥来糊成输入孔(有条件，孔周土内掺些石灰浆(南方)或石 膏浆(北方)，也可在孔的表面涂覆红泥浆)；孔距据作物情况而定，见图1-图5。

(3)水肥药液的灌施

用手工将所需水份灌施到输入孔，亦可将一定量的包根专用肥与农药，随水一起 施入包根区。施农药主要为杀灭地下病虫害，宜选用非内吸性农药，可避免残留药毒 问题之困扰。肥、药的数量与种类，取决于作物之品种、生长发育阶段、气候环境情 况或病虫害的种类与植株的大小。

以上就是用土办法来实施根基灌溉系统的方案，土法上马的突出优点，是对于贫 困旱区的农民，只要肯出点劳力，可以不花一分钱的现金即能达到高效节水与夺取丰 产的效果：抗旱用水量只有滴灌的10-20％，而增产效果可以与滴灌媲美。这一点对 于第三世界国家来讲，亦有现实意义，因为干旱缺水是世界性的大问题。

2、经济技术发达地区或现代化农场的实施途径

对于经济技术发达地区或现代化农场，可采用水塔输液网根基灌溉设备未实施， 这种方案称为“洋法”：

(1)包根材料

此时，对于多年生经济果林或苗木，其包根材料宜选用长效型者。经济条件较强 的农庄，可用配方I、II、IV，经济条件不十分强的地方可用配方V、VI；也可任意 选用。对于一年生旱作或苗木，可因地制宜地选用经济型包根材料中的任一种。

(2)包根区与输入孔的形成

当我们的根基灌溉系统全面推广后，就会有专用的包根机械来进行包根处理，这 就如地膜复盖兴起后，就有了“复膜机”那样。为了便于机械化操作，对种植密度为 每亩1/15公顷(亩)300-1000株的瓜、果、林等旱作可采用图4所示的成行包根处理。 每亩1/15公顷(亩)中种植密度小于300株的果、林，可采用图6所示的网格式包限处理， 图中“1”是植株，“2”是包根区，“3”是输入孔，输入孔之间的距离控制在1-2米 之间，因此孔的多少，视株、行距大小而定，图6是个示意图，所以其中孔的数目可 以与实际实施时不同。其他情况，可参见图2、图3、图5而定。

现在可用拖拉机来犁包根沟，再用手工完成包根处理的全过程。对于苗床，则应 如下操作：将包根材料摊平于苗床或栽培槽中，厚度15-25厘米，然后将破旧布或PE、 PVC塑料布(膜)蒙盖其上，每1米2左右打个直径6-10厘米的孔，插入直径相当的塑 料套筒(深入吸附层约5厘米)构成输入孔，并在蒙盖的布上捅些“栽培孔”即成。

(3)水肥药液的灌施

通过专用的水塔输液网系统来完成水肥药液的灌施。经济每件不十分强的地区也 可采用”土法”中介绍的用手工采灌施水肥药液，形成“半土、半洋”的实施格局。

上述根基灌溉水塔输液网系统，根据其设计要求与不同功能，可分为：

1、固定式水塔输液网系统

因这种系统需到现场设计，故这里只加述叙。首先在田园里贴地建造一个圆柱形 水池，便于加肥、加药，池的容积据需要而定，一般不用防冻层。有一个适当扬程的 水泵，由水源将水抽入池中，泵的出水嘴应贴近池壁向下俯冲30°-45°，以便在 水注入池中时能起搅拌作用，加速肥、药化开。待水够时开启与水池相连的总阀门， 通过水泵将池中液体压入输液网的干管中，再经大小不同的分路接头，在干管上分接 支管，在支管上再分接毛管，毛管须是塑料软管(如聚乙烯PE管)，毛管上装上一个微 型液流控制阀，然后将其出口端放入包根区的输入孔中，这样作物所需的水肥药液便 可适时、适量地施入包根区，从而完成了根基灌溉的全过程。一般干管常用硬管(如 聚氯乙烯PVC管)铺在地下，支管可用软管铺在地面上；但当灌区高程变化大或者灌 溉面积很大时使得枢纽压力超过5kg/cm2时，则支管也需用硬管。硬质干管、支管以 埋入地面为好，这样使用寿命可达20年，毛管铺在地面上，在北方大田中，冬季不用 时应拆下收藏起来，使用时限可超过5年。固定式水塔输液网根基灌溉系统最适用于 数百公顷连片的经济果、林或成片的大棚温室使用。

2、I型半固定式水塔输液网系统

不建造固定的水池，由一个带动力泵的运液车替代。当灌区面积小时，可用手扶 拖拉机运液；而灌区面积稍大时，可用卡车运液(如洒水车作点改造并加个动力泵)。 有电的地方，泵动力用电动机，无电的地方泵动力用拖拉机或卡车的内燃机带动。这 样，那里需作根基灌溉，车就开到那里，只要将干管的入口接上水泵的出口，启动水 泵，即可将水肥药液灌施到包根区。此种类型水塔输液网根基灌溉系统，具有很大的 适应弹性。

3、II型半固定式水塔输液网系统

田野中建有水池；干、支、毛管均采用加强的塑料软管，还有水泵(包括动力) 它们都是移动的。当那里需要进行根基灌溉时，就将干、支、毛管及相应的接头与水 泵(包括动力)运到那里，实时将干、支、毛管用接头联成所需的输液管道网络并与 水泵、水池相联接，开启水泵即能完成所需的水肥药液的灌施任务。

此类型水塔输液网系统，要求枢纽压力小于5kg/cm2，因此最适于灌区面积不十 分大的大田旱作，特别是梯地使用，这时水池亦是梯田中的集水池，一举两得。更简 单的是只用一根长软管直接接在供水装置的出口，用手工将水灌入每个输入孔。

4、移动式水塔输液网系统

田地或温室中不建造水池，由一个带动力泵的运液车替代；干、支、毛管与相应 的接头也是移动的，随用、随(装)接、随铺，铺完后将干管的入口接到水泵的出口 上，启动水泵即可进行根基灌溉(亦可采用上述“更简单…”的那种办法)。此种型 式水塔输液网系统，最适合于乡村农机站，为一家一户的农民承包田，实施根基灌溉 之用。也适用于灌溉面积不太大，田地分散的农场与农民使用。其优点是能大大减少 输水渠道的渗漏损耗，适用范围广，且投资少，并可对外服务，因此投入的资金回报 快。

5、根基灌溉水塔输液网系统的周转利用

●采用根基灌溉系统，在干旱季节，通常最多每周灌一次水，每次1/15公顷(亩) 灌水0.25-2米3，一般有一个小时即可灌完，若适当加大水压则流量就会倍增，用不 了半小时即可灌完；严重干旱时最多每周灌二次，每次1/15公顷(亩)灌水0.5-2米3 就十分够了。因此一套移动式水塔输液网系统，不但天天可以移动，而且一天可移动 多次，为不同灌区进行根基灌溉，就是说，一套设备能发挥许多套设备的作用。

●若用固定式水塔输液网系统，400公顷(6000亩)土地有一个180米3的水池， 配1-2个6BA-8型水泵(不包括自水源将水抽入水池的水泵)，也就够用了。因为一小 时至少能灌6公顷，每小时切换一次水泵至干管的供水阀门，则一天运转10小时就可 灌60公顷，一周7天，故可完成根基灌溉420公顷，即7天可周转一次；大旱季节加个 夜班一天运转20小时，仍能7天周转一次，此时2个水泵可轮流工作，以便散热。

下面来分析本专利与背景技术相比的先进性，上述可见本专利兼蓄了渗灌、滴灌、 雾灌、深层施肥、地膜复盖与免耕法的有关优点，是国际上唯一能将抗旱、保水、施 肥、改良土壤与防治地下病虫害同时有机结合起来的旱作高效节水灌溉新系统；也是 实现大田植物工厂化的一种高效低耗有力新举措。本专利之所以具有这样的先进性， 是因为本专利的设计有下列内在优点，实际上就是先进性的具体表现：

1、首先那包根区，实际上是对植物生长至关重要的那部分“土壤”进行了人为 的改良，即用具有团粒结构作用的吸附物质取代那里的劣质土壤。2、由于根系的趋 水、趋肥性，而包根区正是储存水肥的地方，故包根处理后不久，在包根区的吸附物 质里便开始长入根系，最后形成麻布根；结果细密的根系本身也成为吸附物质的一部 分，而且是活的吸附物质。3、因为包根区里的根系是那么密集，所以作物完成包根 处理后，经输入孔将水、肥或农药灌施到那里，就象喂到植物的“嘴巴”里，吸收利 用率很高，从而抗旱、施肥或杀灭某些病虫害的效果也高。4、包根区上面有很厚一 层土壤复盖着，所以包根法具有地下深施的特点，水肥不易蒸发、流失，也不易被表 面杂草所利用。5、施入包根区的水肥，由于被吸附体所蓄积，因而也不及向下渗漏， 故能充分地被植物所吸收，发挥其应有的作用；若施入有关药物，还能调节根域附近 的PH植，使之适于土壤微生物活动、根系生长及某些肥份的溶解与吸收。6、包根区 的吸附层，能够汇集雨后迳流，又不致吸水太多。7、包根处理具有根系修剪的特点， 加上输入孔的通气作用和有机质包根材料发酵使根域升温，会导致根系迅速发达，也 有利于那里微生物对有机肥的腐熟和分解，易于植物吸收。8、用该系统施水抗旱， 可避免表层土壤因淋水受到侵蚀、破坏团粒结构和降低肥力；另外其耕作面积小，可 减少水土流失，地形适应性很强，除平地外，丘陵、坡地、梯地也很适用。9、向包 根区灌施非内吸性农药，可有效防治地下病虫害又无残留药毒之忧患。10、本专利虽 内涵十分丰富，但操作简单可行，对庄稼又无任何副作用，且包根用的吸附物质可就 地取材，随处都有，若与压青、施果后肥或基肥结合进行，时机上合适又能节约劳力 与材料，因此该法易于推广和为农户所欢迎。11、本灌溉系统能用土法来实施；而滴 灌、雾灌等都无法用土办法来实施，它们若土法上马，都退化成“泼浇”了。12、使 用根基灌溉系统，干旱季节灌区7-10天灌一次水，每次用不了一小时，故该系统的设 备重复利用率很高；而滴灌、雾灌是随时随刻进行微灌的，因此一套设备无法作多套 使用(见表1)。

综上可见，根基灌溉系统能增蓄根域附近的土壤水量及养料，增益土壤微生物的 活性，改善根域的环境，便于根系的扩展，并促进根际土壤中的生物循环，从而大大 提高植物对水分、养料的利用率，以达到增加产量、节约水肥资源的目的，对于干旱 地区这些效应尤为重要而显见。因此根基灌溉系统比渗灌、滴灌与雾灌有不少先进性， 并可土法上马适应发展中国家抗旱的需要。

使用根基灌溉系统，平时(田间持水量在田间最大持(保)水量的60％以上时)只 是因施包根专用肥或有关农药之需，每月灌溉1-2次水就可以了，每次1/15公顷(亩) 不超过2米3。到干旱季节，灌区才需要每隔10天或一周进行一次根基灌溉，每次1/15 公顷(亩)灌水0.25-2米3；严重干旱时如高温干旱季节，才每周进行二次根基灌溉 (间隔3-4天)，每次1/15公顷(亩)灌水0.5-2米3就够了。灌水量以使包根区吸附 物质达到最大持水量的60-80％为宜，切莫使包根区吸附物质的PF值接近于0或小于0， 否则水份会往地下渗漏，浪费灌溉水的利用。

由于根基灌溉的抗旱用水量极省，故采用土办法来实施该专利的贫困旱区，老人、 少年与妇女劳力都能借助于这种灌溉系统来完成抗旱、夺丰产的任务。试验指出，有 下列明显效果：

1、增产与经济效果

●根基灌溉系统，经在玉米、果树、蔬菜、瓜类、桑、茶等作物上试验证明，在 干旱季节，其抗旱用水量每1/15公顷(亩)每月仅2-8米3，比渗灌、滴灌、泼浇、喷灌 为省，农用水生产率可达26.5公斤/米3(全国平均值还不到1公斤/来3)；还能大大提 高肥料的利用率，试验区增产幅度的95％置信区间为22.36-79.20％，净收入增加59.00 -77.89％，投入产出比高达1∶6-30。

●专家指出，本专利的特点有：1、吸附物质可就地取料；2、能改良土壤和大幅 度提高水肥利用率；3、可大幅度节水、节肥、增产、抗旱用水量还不到滴灌的1/3， 节约抗旱动力和劳力；4、能增强植株抗性、生长好、产出高、成本低、增产幅度可 与滴灌媲美(20-80％)，而成本只有滴灌的5％左右(“土法”)-25％(“洋法”)， 经济效益明显；5、方法简便易行，无任何副作用。

●试验证明：越是干旱贫瘠的地区，采用根基灌溉系统栽培旱作，其抗旱增产的 效果越显著。作者曾采用“极限灌溉与施肥”摸拟了“干旱贫瘠”的情况，结果对照 组(用常规办法施等量水肥)的蔬菜长到一定大小时，全部干枯而绝收；作根基灌溉 的试验组，其蔬菜正好能维持正常生长，因此增产率是“∞”。该试验结果的生物学 意义是，用常规办法施与根基灌溉等量的少量水、肥，在干旱贫瘠地区，几乎无作用； 而用同样少量的水肥通过根基灌溉系统来使用，由于其利用率高，却能起到可观的作 用。一般情况下，根基灌溉的增产率与干旱程度呈正相关。

2、生态效益

(1)减轻土壤退化

a、用根基灌溉系统灌水抗旱，不会淋蚀土壤，也不会将地下盐分引向表土，保 护了耕作层土壤。

b、我们试验证明，对十来年生的湖桑，试验组每月每棵仅需标准氮肥10-15克， 为常规穴施用肥量的5-20％，而试验桑的长势却很旺盛。少施化肥不但可以节约投入， 而且可以减轻土壤因板结或盐碱化引起的退化作用。

(2)帮助消除环境污染

a、城市垃圾中有不少有机质垃圾，如菜叶、破表布、废棉、废纱都可作为包根 用的原材料，白色公害——泡沫塑料经适当处理后，亦可作为包根材料。

b、产煤地区的农村，秸秆堆积成山是火灾的隐患，而稻草、麦秸、杂草及经碾 压开裂的玉米、高梁秆等都是很好的包根原材料。

本专利有很广泛的应用范围与潜在市场：

1、推广地区

此法适用于我国西北、华北、东北的干旱、半干旱地区，浙赣红壤低丘，青岛、 海南岛西南部等沿海缺水市县及国内外干旱缺水的地区。其抗旱用水量，比渗灌、滴 灌、雾灌、泼浇、喷灌、浸灌分别省水70％至90％；亦能大幅度节省化肥的用量。

2、应用对象

(1)经济果林。促长幼树；已开生的一般可增产20％以上，当年净收入提高30％ 以上。

(2)反季节瓜果、蔬菜(大棚作物)。一般可增产30％以上，当年净收入可提高 40％以上。

(3)玉米、高梁。因干旱，有些宜农的抛荒田，现在可以利用了，有很大的社 会效益与战略意义。

参考文献

1、浙江农业大学科技情报编译室，作物滴灌，农业科技通讯，1972.NO.3，P.31 -32；

2、冯广志编，经济作物喷灌，水利电力出版社，1987年7月第一版，P.1-50。