专利名称：一种农田节水灌溉的方法
技术领域：
本发明涉及农田灌溉技术。
背景技术：
在农业种植技术中，遇到干旱天气进行农田灌溉才能保证农作物的丰收。随着气候的变化，干旱有越来越严重的趋势，地下水可使用量越来越少，造成地面塌陷和生态环境恶化。一般天气情况下，农业用水占总用水量的60%。因此，农田节水灌溉技术是人们急需解决的问题。但目前的灌溉法大多不能满足要求。以往农业生产大多为浅耕浅耙，只在15_20cm深度耕作，20cm以下为硬实层，对自然降雨吸收少，则水渗不去形成涝灾；不下雨则土壤表层跑墒，形成干旱；不仅灌溉次数多，灌溉成本高，而且效果差。传统的灌溉方法大多为大水漫灌，既在田间地头一般灌溉一次需用水400立方/亩，而且需要修造明渠，灌溉过程中需要大量的人力看沟改道，一沟一沟顺序进行，灌溉速度效率低，两个农民一天浇地仅5-6亩。由于漫灌后的蒸发量在3.0mm/每天，只能维持10天，又需要继续灌溉才能维持冬小麦的正常生长发育需要。现代的滴灌、喷灌、微灌等先进技术，灌溉效率高，不需要修造明渠，可显著提高水的利用效率，但由于灌溉设备投资费用高，在小块农田、中型农场等集约化土地经营中很少使用，也难以大面积推广；而且灌溉设备还有易损坏、使用寿命短等问题。地下埋设管道的灌溉方法，实质上仍然是大水漫灌传统方法的范围，只是不修明渠减少修明渠而已，但在生产上并不节约用水，而且成本较高。地下管材料大多为PPR塑料管，在浇水前进水过程中 一 般不易出问题，但在停止灌溉水流回流时，逆压力易造成PPR管瘪偏压碎，只好每隔一段时间设进出气口，大田中到处是露出地面的管阀，不利于耕作措施的实现。随着农村土地向中型农场集约化方向发展，和节水环保的要求，以上的灌溉方法已无法满足时代的要求，迫切需要符合生态保护要求的新的灌溉方法和技术。
发明内容
本发明的目的是克服现有灌溉方法的不足，发明一种农田节水灌溉的方法。该方法不需要埋设地下管件和阀门；不需要修造明渠；灌溉速度快；既能节水又具排涝功能。一种农田节水灌溉的方法，技术方案是:第一步，首先制作一个钻洞犁，钻洞犁的构造是，在一个与拖拉机悬挂装置配套的牵引架上安装上1-2个扁状犁腿，扁状犁腿的底端连接一个直径8-12cm的圆锥头；为了减小扁状犁腿的阻力，扁状犁腿厚度不大于lcm，扁状犁腿的前端面设计为刃状；第二步，在农作物种植前对土地耕深35cm以上，细耙1_2遍，使土壤疏松起到吸收集聚降雨、降雪作用；既可以很好地利用降水，又可以及时消化过多的降水，避免作物因地面反水造成危咅;第三步，在整块农田上沿农作物地垄的方向间隔开挖纵向水道，沿垂直于农作物地垄的方向间隔开挖横向水沟，纵向水道和横向水沟全部相通；纵向水道与水源相通；纵向水道和横向水沟的深度和宽度不低于50cm ；第四步，在作物播种至幼苗生长期间(如冬季或早春的冬小麦田或夏玉米播种-苗期生长的玉米田)的条田中，用拖拉机牵引第一步制作的钻洞犁进行犁洞，犁洞时从条田的横向水沟中钻入土层，在拖拉机牵引下牵引到对面的横向水沟，使土层中的土向四周挤压形成一条地下土洞；每间隔3m-5m打造一条地下土洞，地下土洞的深度不低于50cm ；第四步，需要灌溉时，把灌溉的水源源不断地放入纵向水道中，从纵向水道进入横向水沟，再进入条田中的土洞中，使整个农田进入灌溉过程，直至所有土洞灌满。为了实现农业干旱模式下的精细化灌溉，本发明还包括:建立控制中心，控制中心布置水分测量仪，在农田的地表以下深30_50cm处，放置土壤水分传感器，土壤水分传感器实时将土壤水分信号传输给水分测量仪，水分测量仪实时显示土壤水的相对含水量；当土壤水分低于作物需水的指标值时，发出供水警报，中心工作人员可根据未来一周的天气情况决定是否灌溉。还可以根据农作物不同时期生长的要求计算出灌溉水量，实现精量灌溉。本发明的积极效果是:1、不需要大量的人工在农田灌溉过程中看沟改道，灌溉效率高，一般情况下1200亩的农田，2个人工只一天就可以灌溉结束。2、不需埋设地下管道和遍地的水阀，节约设备。3、土洞灌满水后从地下向地上慢慢渗透，这样可大大减少地面的蒸发，同时可以很好地保持土壤墒情，长久地被作物充分利用灌溉水，二是不伤作物，传统方法是人工在农田中来回走动，引导水流前进和挖土挖掘作物对作物造成损伤。4、本发明的灌溉一次用水不超过150立方/亩，比传统的灌溉大水漫灌方法，节约用水75% (传统灌溉400立方/亩)，比喷灌方法节约用水45%。5、本发明还具有蓄水排涝功能；当降雨时，雨水可通过打洞时留下的残留缝流入土洞中蓄水，防止地面积水被太阳晒热后烫死庄稼。
图1是本发明实施例的灌溉方式平面布置图；图2是地下土洞的放大图；图3是钻洞犁的示意图，图中仅示出一条犁腿的状态。图中:1-纵向水道，2-横向水沟，3-地下土洞，4-牵引架，5-扁状犁腿，6-圆锥头。
具体实施例方式下面参照附图对本 发明的实施例进一步说明。某家庭农场占地1200亩，前茬为夏玉米，9月30日玉米收获后，准备种植小麦，并采用本发明的灌溉方法，步骤如下:
第一步，首先制作一个钻洞犁，钻洞犁的构造如图3所示，它是在一个与拖拉机悬挂装置配套的牵弓I架4上安装上1-2个扁状犁腿5，扁状犁腿5的底端连接一个直径8-12cm的圆锥头6 ;为了减小扁状犁腿5的阻力，扁状犁腿5厚度不大于1cm，扁状犁腿的前端面设计为刃状；第二步，在农作物种植前在农田中施土杂肥，用拖拉机深耕35cm后再旋耕15cm，细耙1-2遍。使土壤疏松起到吸收集聚降雨、降雪作用。既可以很好地利用降水，又可以及时消化过多的降水，避免作物因地面反水造成危害；第三步，如图1所示，在整块农田上沿农作物地垄的方向间隔开挖深60cm、宽IOOcm的纵向水道I (图中示出了两道，其中一道设在地头)，沿垂直于农作物地垄的方向间隔开挖深50cm、宽80cm的横向水沟2 (图中示出了五道)，纵向水道I和横向水沟2全部相通；纵向I水道与水源相通；纵向水道I和横向水沟2的深度和宽度不低于50cm ;在冬季降雪IOmm的水平下不需灌溉。第四步，在来年的2月底-3月10日小麦返青前，用拖拉机牵引第一步制作的钻洞犁进行犁洞，犁洞时从条田的横向水沟2中钻入土层，在拖拉机牵引下牵引到对面的横向水沟，使土层中的土向四周挤压形成一条地下土洞3 ;每间隔3m-5m打造一条地下土洞3,地下土洞3的深度不低于50cm ;地下土洞3至少与一道横向水沟2贯通；地下土洞3的形式如图2所示，图2中的竖向狭缝为犁洞时留下的残留缝。第五步，当地表下30cm 土壤相对含水量为35%以下时，根据未来两周天气预报本地无降水，确定需要灌溉；根据本地的土壤类型，拟达到灌溉后的地表下30cm 土壤相对含水量达到50%，据此计算所需灌溉量，再加上两周的蒸发量，总共所需灌溉水量为150立方/亩。打开地头上的水阀，把灌溉的水源源不断地放入纵向水道I中，从纵向水道I进入横向水沟2，再进入条田 中的地下土洞3中，使整个农田进入灌溉过程，直至所有地下土洞3灌满。全部灌溉完毕仅需I天时间，用水量为150立方/亩，而按原先的灌溉方法灌溉量为300方/亩，需10个工人，灌溉至少需20天。采用本发明可维持冬小麦正常生长25天左右。而原先的灌溉方法由于蒸发量在3.0mm/m2每天，同样时间条件下，只需维持10天，又需要灌溉一次，才能维持冬小麦的正常生长发育需要，灌溉量为300方/亩。在冬小麦6月10日收获前，即使不降水，采用本发明方法也只需在4月15日_4月25日之间若仍然按3月20日的干旱预警模式实施灌溉，则需再按150方/亩的灌溉量灌溉一次，蒸发量为1.8mm/m2，就可以保证小麦正常的生长发育了，灌溉共用水300方/亩，而传统的灌溉方法还需要灌溉2次，共灌溉了 4次，用水量为1200方/亩。可见本发明仅从灌溉量上每亩节约用水900方/亩。上述实施例1的农场，6月10日冬小麦收获后，再种夏玉米。夏玉米仍采用本发明的方法进行灌溉。如6月20日播种的夏玉米，应在7月6日前采用本发明的方法在条田中打土洞，若自播种至7月10日，地表以下30cm 土壤的相对含水量低于35%，根据未来2周天气预报本地无降水和本地的土壤类型，拟达到灌溉后的地表下30cm 土壤相对含水量达到55%，计算加上2周的蒸发量，总共所需灌溉量为200方/亩。灌溉后可维持夏玉米正常生长15天以上，即到7月26日之前即使无有效降水，夏玉米仍可正常生长。之后一直到9月20号成熟收获的整个发育期无有效降水，则按200方/亩灌溉量灌溉2次，分别为8月I日、9月I日实施灌溉；而按传统方法至少需要灌溉4次，每次至少需要灌溉量350方/亩。为了实现农业干旱模式下的精细化灌溉，本发明还包括:建立控制中心，控制中心布置水分测量仪，在农田的地表以下深30_50cm处，放置土壤水分传感器，土壤水分传感器实时将土壤水分信号传输给水分测量仪，水分测量仪实时显示土壤水的相对含水量；当土壤水分低于作物需水的指标值时，发出供水警报，中心工作人员可根据未来一周的天气情况决定是否灌溉。还可以根据农作物不同时期生长的要求计算出灌溉水量， 实现精量灌溉。
权利要求
1.一种农田节水灌溉的方法，其特征在于，步骤如下: 第一步，首先制作一个钻洞犁，钻洞犁的构造是，在一个与拖拉机悬挂装置配套的牵引架上安装上1-2个扁状犁腿，扁状犁腿的底端连接一个直径8-12cm的圆锥头；扁状犁腿厚度不大于1cm，扁状犁腿的前端面设计为刃状； 第二步，在农作物种植前对土地耕深35cm以上，细耙1-2遍，使土壤疏松起到吸收集聚降雨、降雪作用； 第三步，在整块农田上沿农作物地垄的方向间隔开挖纵向水道，沿垂直于农作物地垄的方向间隔开挖横向水沟，纵向水道和横向水沟全部相通；纵向水道与水源相通；纵向水道和横向水沟的深度和宽度不低于50cm ； 第四步，在作物播种至幼苗生长期间，用拖拉机牵引第一步制作的钻洞犁进行犁洞，犁洞时从横向水沟中钻入土层，在拖拉机牵引下牵引到对面的横向水沟，使土层中的土向四周挤压形成一条空心洞；每间隔3m-5m打造一条地下土洞，地下土洞的深度不低于50cm ； 第五步，需要灌溉时，把灌溉的水源源不断地放入纵向水道中，从纵向水道进入横向水沟，再进入条田中的土洞中，使整个农田进入灌溉过程，直至所有土洞灌满。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括:建立控制中心，控制中心布置水分测量仪，在农田的地表以下深30-50cm处，放置土壤水分传感器，土壤水分传感器实时将土壤水分信号传输给水分测量仪，水分测量仪实时显示土壤水的相对含水量；当土壤水分低于作物需水的指标值时，发出供水警报，中心工作人员根据未来一周的天气情况决定是否灌溉。
3.一种实施权利要求1所述方法的钻洞犁，其特征在于，钻洞犁的构造是，在一个与拖拉机悬挂装置配套的牵引架上安装上1-2个扁状犁腿，扁状犁腿的底端连接一个直径8-12cm的圆锥头。
4.如如权利要求3所述的钻洞犁，其特征在于，钻洞犁的扁状犁腿厚度不大于1cm，扁状犁腿的前端面设计为刃状。
全文摘要
本发明公开了一种农田节水灌溉的方法，它主要是在整块农田上沿农作物地垄的方向间隔开挖纵向水道，沿垂直于农作物地垄的方向间隔开挖横向水沟，纵向水道和横向水沟全部相通；纵向水道与水源相通；在作物播种至幼苗生长期间，在横向水沟之间开挖地下土洞；需要灌溉时，把水放入纵向水道中，从纵向水道进入横向水沟，再进入条田中的土洞中，使整个农田进入灌溉过程，直至所有土洞灌满。本发明的灌溉一次用水不超过150立方/亩，比传统的灌溉大水漫灌方法，节约用水75%，比喷灌方法节约用水45%。
文档编号A01G25/00GK103190275SQ201310136459
公开日2013年7月10日 申请日期2013年4月18日 优先权日2013年4月18日
发明者毕建杰, 刘建栋, 田咏梅, 周勋波, 盛一璟, 董洁, 吕振生 申请人:山东农业大学, 中国气象科学研究院