[发明专利]一种畦田节灌水肥一体化方法

摘要

本发明涉及一种畦田节灌水肥一体化方法，包括配合实施的畦田节灌方法和畦田水肥一体化方法；畦田节灌方法是根据作物在产量形成过程中对水分的需求，同时依据作物不同生育时期主要根层的土壤含水量状况及其对土壤水分亏欠的敏感程度，确定最佳畦田补灌时间的方法；畦田水肥一体化方法是依据作物产量形成过程中的养分需求规律及其与水分需求的耦合关系，在底施一部分肥料的基础上，于作物生长的关键生育时期随水追施另一部分肥料的方法；本发明实现了作物根层养分供与需在空间和数量上的耦合。

主权项

1.一种畦田节灌水肥一体化方法，其特征在于包括配合实施的畦田节灌方法和畦田水肥一体化方法；所述的畦田节灌方法是根据作物在产量形成过程中对水分的需求，将作物一生中不同阶段的需水划分为保苗水、促壮水、稳产水和增产水，同时依据作物不同生育时期主要根层的土壤含水量状况及其对土壤水分亏欠的敏感程度，确定最佳畦田补灌时间的方法；所述的畦田水肥一体化方法是依据作物产量形成过程中的养分需求规律及其与水分需求的耦合关系，在底施一部分肥料的基础上，于作物生长的关键生育时期随水追施另一部分肥料的方法；具体步骤如下：1）利用人工采集种植作物畦田土样并用常规方法测定作物田间地表下0‑20 cm土层土壤容重和持水量，分别用ρb_0‑20和FC_0‑20表示；常年种植同一种作物的地块，土壤容重和持水量的测定可以每3‑5年进行一次；2）在作物播种的同时，实施底肥分层条施，即将底施氮磷钾肥分别条施于地表以下8 cm、16 cm和24 cm土层深处；垂直分布于上述三个不同深度土层的施肥条带为一组，相邻两组之间的间距依据作物播种行距大小确定，在播种行距大于等于30 cm的作物上，相邻两组施肥条带的间距等于作物播种行距，即一组施肥条带供应一行作物，施肥条带与作物播种行彼此交错5‑10 cm；在播种行距小于30 cm的作物上，相邻两组施肥条带的间距等于2倍的作物播种行距，即在相邻两组施肥条带之间播种两行作物；作物全生育期施用N、P₂O₅、K₂O的量根据已有技术确定，分别用M_n、M_p和M_k表示；底施N占作物全生育期总施N量的比例用R_n表示，为50%‑60%；底施P₂O₅占作物全生育期总施P₂O₅量的比例用R_p表示，为100%；底施K₂O占作物全生育期总施K₂O量的比例用R_k表示，为60%；底施氮肥在地表以下8 cm、16 cm和24 cm土层深处分配的比例为1:2:3或1:2:1，底施磷肥和钾肥在地表以下8 cm、16 cm和24 cm土层深处分配的比例与氮肥相同；追施所用的氮、磷、钾肥在补灌稳产水时施入作物田间，或者在降水过多无需补灌稳产水时于下雨前进行划沟深施或地面撒施；3）于作物播种当日，利用便携式土壤水分测定仪采集播种田间地表下0‑20 cm土层土壤体积含水量，用θ_sv‑0‑20表示；4）用公式（1）将便携式土壤水分测定仪测得的θ_sv‑0‑20换算为土壤质量含水量：θ_scm‑0‑20 =θ_sv‑0‑20 /ρb_0‑20                      （1）所述的公式（1）中，θ_scm‑0‑20为换算得到的作物播种当日地表下0‑20 cm土层的土壤质量含水量，单位为%，θ_sv‑0‑20为便携式土壤水分测定仪测得的作物播种当日地表下0‑20 cm土层的土壤体积含水量，单位为%；ρb_0‑20为所述步骤1）中人工采集土样并用常规方法测定的地表下0‑20 cm土层的土壤容重，单位为g/cm³；5）用公式（2）计算出作物播种当日地表下0‑20 cm土层的土壤相对含水量：θ_sr‑0‑20=θ_scm‑0‑20×100 / FC_0‑20                   （2）所述的公式（2）中θ_sr‑0‑20为作物播种当日地表下0‑20 cm土层的土壤相对含水量，单位为%；θ_scm‑0‑20为上述步骤4）换算得到的地表下0‑20 cm土层的土壤质量含水量，单位为%；FC_0‑20为所述步骤1）中人工采集土样并用常规方法测定的地表下0‑20 cm土层的持水量，单位为%；6）依据作物播种当日的θ_sr‑0‑20数值的大小，判断是否需要在作物播种后补灌保苗水；当作物播种当日的θ_sr‑0‑20值大于60%时无需补灌，小于等于60%时，则进行畦灌，补充保苗水；7）于两性花作物幼穗分化的生长锥伸长期，或单性花作物雄穗分化的生长锥伸长期，利用便携式土壤水分测定仪采集作物田间地表下0‑20 cm土层土壤体积含水量，用θ_ev‑0‑20表示；8）用公式（3）将便携式土壤水分测定仪测得的θ_ev‑0‑20换算为土壤质量含水量：θ_ecm‑0‑20 =θ_ev‑0‑20 /ρb_0‑20                        （3）所述的公式（3）中，θ_ecm‑0‑20为换算得到的作物该生育时期地表下0‑20 cm土层的土壤质量含水量，单位为%，θ_ev‑0‑20为便携式土壤水分测定仪测得的作物该生育时期地表下0‑20 cm土层的土壤体积含水量，单位为%；ρb_0‑20为所述步骤1）中人工采集土样并用常规方法测定的地表下0‑20 cm土层的土壤容重，单位为g/cm³；9）用公式（4）计算出作物该生育时期地表下0‑20 cm土层的土壤相对含水量：θ_er‑0‑20=θ_ecm‑0‑20×100 / FC_0‑20                    （4）所述的公式（4）中θ_er‑0‑20为作物该生育时期地表下0‑20 cm土层的土壤相对含水量，单位为%；θ_ecm‑0‑20为上述步骤4）换算得到的地表下0‑20 cm土层的土壤质量含水量，单位为%；FC_0‑20为所述步骤1）中人工采集土样并用常规方法测定的地表下0‑20 cm土层的持水量，单位为%；10）依据θ_er‑0‑20数值的大小，判断是否需要在两性花作物幼穗分化的生长锥伸长期，或单性花作物雄穗分化的生长锥伸长期补灌促壮水；当θ_er‑0‑20值大于50%时无需补灌，小于等于50%时，则进行畦灌，补充促壮水；11）于两性花作物幼穗分化的雌雄蕊原基分化期至药隔形成期，或单性花作物雌穗分化的小花分化期，利用便携式土壤水分测定仪采集作物田间地表下0‑20cm土层土壤体积含水量，用θ_fv‑0‑20表示；12）用公式（5）将便携式土壤水分测定仪测得的θ_fv‑0‑20换算为土壤质量含水量：θ_fcm‑0‑20 =θ_fv‑0‑20 /ρb_0‑20                      （5）所述的公式（5）中，θ_fcm‑0‑20为换算得到的作物该生育时期地表下0‑20 cm土层的土壤质量含水量，单位为%，θ_fv‑0‑20为便携式土壤水分测定仪测得的作物该生育时期地表下0‑20 cm土层的土壤体积含水量，单位为%；ρb_0‑20为所述步骤1）中人工采集土样并用常规方法测定的地表下0‑20 cm土层的土壤容重，单位为g/cm³；13）用公式（6）计算出作物该生育时期地表下0‑20 cm土层的土壤相对含水量：θ_fr‑0‑20=θ_fcm‑0‑20×100 / FC_0‑20                   （6）所述的公式（6）中θ_fr‑0‑20为作物该生育时期地表下0‑20 cm土层的土壤相对含水量，单位为%；θ_fcm‑0‑20为上述步骤4）换算得到的地表下0‑20 cm土层的土壤质量含水量，单位为%；FC_0‑20为所述步骤1）中人工采集土样并用常规方法测定的地表下0‑20 cm土层的持水量，单位为%；14）依据θ_fr‑0‑20数值的大小，判断是否需要在两性花作物幼穗分化的雌雄蕊原基分化期至药隔形成期，或单性花作物雌穗分化的小花分化期补灌稳产水；当θ_fr‑0‑20值大于等于75%时无需补灌，小于75%时，则进行畦灌，补充稳产水；15）在补灌稳产水时，使用便携式溶肥注肥机，将所需追施的氮肥和钾肥溶解后，在入畦口处注入到灌溉水中，使肥液随灌溉水均匀地施入田间作物根层；追施的肥料为可溶性氮肥尿素和可溶性钾肥氯化钾；16）于作物子粒形成期，利用便携式土壤水分测定仪采集作物田间地表下0‑20cm土层土壤体积含水量，用θ_gv‑0‑20表示；17）用公式（29）将便携式土壤水分测定仪测得的θ_gv‑0‑20换算为土壤质量含水量：θ_gcm‑0‑20 =θ_gv‑0‑20 /ρb_0‑20                      （29）所述的公式（29）中，θ_gcm‑0‑20为换算得到的作物该生育时期地表下0‑20 cm土层的土壤质量含水量，单位为%，θ_gv‑0‑20为便携式土壤水分测定仪测得的作物该生育时期地表下0‑20 cm土层的土壤体积含水量，单位为%；ρb_0‑20为上述步骤1）人工采集土样并用常规方法测定的地表下0‑20 cm土层的土壤容重，单位为g/cm³；18）用公式（30）计算出作物该生育时期地表下0‑20 cm土层的土壤相对含水量：θ_gr‑0‑20=θ_gcm‑0‑20×100 / FC_0‑20                   （30）所述的公式（30）中θ_gr‑0‑20为作物该生育时期地表下0‑20 cm土层的土壤相对含水量，单位为%；θ_gcm‑0‑20为上述步骤4）换算得到的地表下0‑20 cm土层的土壤质量含水量，单位为%；FC_0‑20为上述步骤1）人工采集土样并用常规方法测定的地表下0‑20 cm土层的持水量，单位为%；19）依据稳产水的补灌情况和θ_gr‑0‑20数值的大小，判断是否需要在子粒形成期补灌增产水；如果前期已补灌稳产水，当θ_gr‑0‑20值大于等于60%时无需补灌，小于60%时，则进行畦灌；如果前期没有补灌稳产水，当θ_gr‑0‑20值大于等于65%时无需补灌，小于65%时，则进行畦灌。