专利名称：间套作垄沟灌溉方法
技术领域：
本发明涉及农作物栽培与灌溉领域，尤其涉及一种间套作垄沟灌溉方法。
背景技术：
西北内陆地区水资源短缺已严重影响了该区经济的发展并造成了严重的生态问题。但是在水资源供需矛盾日益尖锐的情况下，水资源浪费问题仍然十分严重。在过去的几十年间，不同作物间作的模式尤其普遍。该模式虽然具有产量高、效益高的特点，但采用大水漫灌的落后灌水方式和粗放的农业用水管理办法，属于典型的以大量消耗水资源为特征的高度集约化农业，成为该区生态环境恶化的主导因素，而这些问题也是我国主要粮食作物产量徘徊不前的重要原因。在国家为建设节水型农业，加强水肥管理特别是水资源管理，压缩高耗水作物种植面积的政策实施后，该模式被单一作物种植所代替。当前以单作为主体的种植模式虽然在很大程度上减少了单季作物的农业用水量，其存在的问题也不容忽视。首先:与传统的间套作种植方式相比，单作引起的耕地利用率下降必然导致单位耕地产出的下降，一方面不利于农业整体效益的提高，另一方面也不利于协调农产品需求增加与土地资源持续缩减之间的矛盾；其次，在西北干旱区的灌溉农业区主要的粮食作物春小麦从3月下旬出苗到7月中旬收获，之后麦田翻耕晒垡，地表裸露近7个月，不但容易造成严重的风蚀，而且裸露地表和翻耕造成的地面凹凸不平加大了土壤水分的蒸散面积，导致土壤贮水大量无效损耗，无形中加大了农田贮水冬灌的灌水量。由此可以看出，当季作物总用水量的减少不是以提高水分利用效率为手段，而是牺牲作物产量和其它自然资源(如:光、热资源)为代价。要从根本上解决问题，必须在不减少农作物产出或者减少幅度不大的前提下，大力发展节水农业以实现灌水定额的大幅度下调，确保农业和生态环境的协调发展。因此，本发明将间套作符合种植模式和沟灌结合起来，组装形成“间套作垄沟灌溉”模式。本模式既具有间套作高产的特性，也同时具备了沟灌节水的特点，是适合当前发展要求的一项关键技术。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提供一种间套作垄沟灌溉方法。通过该方法，在达到作物节水的同时，还实现了高产和高效的目的。本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:本发明涉及一种间套作垄沟灌溉方法，包括如下步骤:A、在农田起垄做沟，设置至少2沟3垄，其中垄为梯形垄，沟底宽60cm，垄底宽60 105cm,垄高15 25cm,垄边与沟底夹角30。 45。；B、在所述垄上种小麦或者大豆，所述小麦的种植行距为13 20cm，所述大豆的种植行距为20 30cm ;沟内种两行玉米，行距40 50cm,株距25 45cm ；C、在作物关键生育时期，在所述沟内灌溉农田灌溉水。
优选地，所述梯形垄的垄底宽为75cm 90cm、垄高15cm，垄边与沟底夹角为45°。进一步优选地，所述梯形垄的垄底宽为75cm。更进一步优选地，所述垄上种植小麦，行距13cm，沟内种两行玉米，行距45cm，株距 30cm。更进一步优选地，所述垄上种植大豆，行距25cm，沟内种两行玉米，行距45cm，株距 30cm。进一步优选地，所述梯形垄的垄底宽为90cm。更进一步优选地，所述垄上种植大豆，行距25cm，沟内种两行玉米，行距45cm，株距 30cm。优选地，所述灌溉只在沟中进行，垄上作物依靠沟内水分的侧渗来满足其水分需求。在灌溉的具体实施过程中，测定田间持水量，结合作物需水模型等计算确定大田玉米沟灌条件下的灌溉定额(CK)，在此基础上，分别设计 节水1/3 (Wl)和节水2/3 (W2)的灌溉量，结合前人的研究结果，对不同生育期进行灌溉水量控制。与现有技术相比，本发明具有如下有益效果:1、由于本发明引入多熟种植，较当前单作小麦的种植方式，在增加产量的同时，增加了地面覆盖时间，将原本4个月的地面覆盖时间延长2.5个月，不但充分利用了当地优越的自然资源，还减少地表无效蒸发；2、本发明改传统的大水漫灌为沟灌，灌溉面积减小到大水漫灌的40%左右，降低了灌溉量，改变了田间水分的利用和土壤湿润方式，垄上作物依靠沟灌水分在垄下侧渗到作物根区以满足植物生长需求；该方法减少了灌溉面积，减少棵间蒸发和深层渗漏，同时避免了当地普遍存在的土壤板结问题；3、本发明采用间套作沟灌溉技术，不仪利用作物部分根系处于干土中产生ABA，抑制奢侈蒸腾减小耗水量的优势外，而且由于引入了沟植作物，一方面增加了耕地利用率，另一方面，作物对垄边和灌水沟的遮阴减小了土壤水分无效损耗，有利于提高灌溉水利用效率；4、改变了地表操作措施，增大了接受太阳辐射的地表面积，早春地温回升快，有利于小麦早播早收，在干热风来临之前收获，达到综合增产节水及资源高效利用的效果。本发明以充分灌溉为基础，设计节水1/3 (Wl)和节水2/3 (W2)的灌溉水平，对垄沟间作作物全生育期进行灌水调控，比较不同灌水条件对垄沟间作作物产量和水分利用效率的影响。
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:图1为玉米和小麦垄沟间作田间种植示意图；图2为玉米和大豆垄沟间作田间种植示意图；图3为实施例2的间(套)作垄沟灌溉对玉米拔节期/大豆花芽分化期棵间土壤蒸发日变化的影响示意图，其中，A为生育期灌水405mm，B为生育期灌水270mm，C为生育期灌水135mm ；
图4为实施例2的间(套)作垄沟灌溉对玉米大喇叭口期/大豆盛花期棵间土壤蒸发日变化的影响示意图，其中，A为生育期灌水405mm，B为生育期灌水270mm，C为生育期灌水135mm ；其中，I为玉米，2为小麦，3为大豆。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干调整和改进。这些都属于本发明的保护范围。实施例1本实施例的间套作垄沟灌溉方法对应的田间种植示意图如图1所示，具体步骤如下:I)在甘肃武威绿洲，选取地力均一、灌溉方便的农田，在作物播种前整地。在作物播种前设量地面处理方式:传统平地种植(TI)和起垄做沟，其中垄为梯形垄，沟底宽60cm，垄底宽分别为 60cm(RF60)、75cm(RF75)、90cm(RF90)和 105cm(RF105)，垄高 15cm，垄边与沟底夹角45° ;2)在小麦播种期，平地操作按照当地传统间作种植方式播种小麦(每6行行距为15cm的小麦为一个小麦带,在两个小麦带之间预留一个宽60cm的玉米带),垄沟灌溉方式在步骤I)中的垄上种小麦，行距13cm，按35万/hm2基本苗下种；3)在步骤2)中小麦出苗后，垄沟灌溉方式在步骤I)所述沟内种两行玉米，行距45cm，株距30cm，平地操作 按照当地传统种植方式在步骤2)中预留的玉米带内种植有米两行，行距40cm,株距35cm ；4)在甘肃河西走廊干旱大陆性季风气候的生态条件下，大田玉米沟灌条件下的灌溉定额为4500mVhm2 (CK)，在此基础上设计节水1/3的灌水量(3000mVhm2:ffl)和节水2/3的灌水量(1500m3/hm2:W2)。其中起垄做沟的处理将灌水灌入在步骤3)中的玉米种植沟内。三种灌水量分别与传统平地间作与四种垄宽组合，组成15个处理，每个处理重复三次，共45个小区。采用本实例所述的种植和灌溉方法，I)延长了地面覆盖时间:当地小麦播种时间为3月中上旬，收获时间为7月中上旬，玉米种植时间为4月下旬，收获时间为10月初。这样由于本发明引入多熟种植，较当前单作小麦的种植方式，增加了地面覆盖时间，将原本4个月的地面覆盖时间延长2.5个月；相对于单作玉米，地面覆盖时间从原来的6个月延长到7.5个月，不但充分利用了当地优越的自然资源，还减少地表无效蒸发；2)增加了作物产量:从表I可以看出，合理的灌溉和种植模式组合明显提高农田作物产量。在不同灌溉条件下，90cm和75cm垄宽的垄沟间作处理较传统间作产量均显著提高。在充分灌溉的CK、1/3节水的Wl和节水2/3的条件下，90cm垄沟间作较传统平地间作产量分别提高22.50%,
2.49%和9.95%，75cm垄沟间作较传统平地间增产39.32%、23.43%和30.43% ；3)提高了水分利用效率(WUE):与产量表现一致，合理的垄沟间作和适度灌水能提供农田水分利用效率。从表I可以看出，在充分灌溉的CK、1/3节水的Wl和节水2/3的条件下，90cm垄沟间作较传统平地间作水分利用效率分别提高18.30%,3.51%和1.67%，75cm垄沟间作较传统平地间水分利用效率提高34.99%,23.42%和24.83%。可以看出，90cm和75cm垄沟处理在不同灌水量下较传统间作增产和水分利用效率提高的效果明显；与90cm垄沟间作相比，75cm垄沟间作在不同灌水处理条件下产量和水分利用效率较平地传统间作提高幅度更大，是最优处理。表I河西地区不同处理组合下的产量和水分利用效率
权利要求
1.一种间套作垄沟灌溉方法，其特征在于，包括如下步骤: A、在农田起垄做沟，设置至少2沟3垄，其中垄为梯形垄，沟底宽60cm，垄底宽60 105cm,垄高15 25cm,垄边与沟底夹角30° 45° ; B、在所述垄上种小麦或者大豆,所述小麦的种植行距为13 20cm，所述大豆的种植行距为20 30cm ;沟内种两行玉米，行距40 50cm,株距25 45cm ； C、在作物关键生育时期，在所述沟内灌溉农田灌溉水。
2.如权利要求1所述的间套作垄沟灌溉方法，其特征在于，所述梯形垄的垄底宽为75cm 90cm、垄高15cm,垄边与沟底夹角为45°。
3.如权利要求2所述的间套作垄沟灌溉方法，其特征在于，所述梯形垄的垄底宽为75cm0
4.如权利要求3所述的间套作垄沟灌溉方法，其特征在于，所述垄上种植小麦，行距13cm,沟内种两行玉米,行距45cm,株距30cm。
5.如权利要求3所述的间套作垄沟灌溉方法，其特征在于，所述垄上种植大豆，行距25cm,沟内种两行玉米,行距45cm,株距30cm。
6.如权利要求2所述的间套作垄沟灌溉方法，其特征在于，所述梯形垄的垄底宽为90cm。
7.如权利要求6所述的间套作垄沟灌溉方法，其特征在于，所述垄上种植大豆，行距25cm,沟内种两行玉米,行距45cm,株距30cm。
8.如权利要求1所述的间套作垄沟灌溉方法，其特征在于，所述灌溉只在沟中进行，垄上作物依靠沟内水分的侧渗来满足其水分需求 。
全文摘要
本发明公开了一种间套作垄沟灌溉方法，包括如下步骤在农田起垄做沟，设置至少2沟3垄，其中垄为梯形垄，沟底宽60cm，垄底宽60cm～105cm，垄高15～25cm，垄边与沟底夹角30°～45°；在所述垄上若种小麦行距13～20cm，若种大豆行距20～30cm；沟内种两行玉米，行距40～50cm，株距25～45cm；在作物关键生育时期，在所述沟内灌溉农田灌溉水。采用本发明的种植和灌溉方法，较传统的地面漫灌节水30％～50％，提高产量10％～40％，水分利用效率明显提高；既可以取得显著地经济效益，又能节约资源，对农业生态系统的稳定持续发展有重要意义。
文档编号A01G1/00GK103155742SQ201310108508
公开日2013年6月19日 申请日期2013年3月29日 优先权日2013年3月29日
发明者赵西宁, 吴普特, 张凤云, 陈小莉 申请人:西北农林科技大学