一种使长江中下游丘陵区试验田土壤水分均匀的方法与流程

本发明涉及长江中下游丘陵农业技术领域，更具体涉及一种使长江中下游丘陵区试验田土壤水分均匀的方法。

背景技术：

长江中下游丘陵大部分属北亚热带，小部分属中亚热带北缘。年均温14～18℃，最冷月均温0～5.5℃，绝对最低气温－10～－20℃，最热月均温27～28℃，无霜期210～270天。农业一年二熟或三熟，年降水量1000～1400毫米，集中于春、夏两季。地带性土壤仅见于低丘缓冈，主要是黄棕壤或黄褐土和红壤。农业发达，土地垦殖指数高，是重要的粮、棉、油生产基地。盛产稻米、小麦、棉花、油菜、桑蚕、苎麻、黄麻等。这一地区农业科研机构甚多，开展了有利于提高地区农业生产和农业土地可持续利用的相关研究。然而，由于丘陵区地势起伏，田间试验各小区难以达到地下水分状态一致，导致土壤耕作层土壤水分差异大，严重影响试验的结果。

技术实现要素：

为解决上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种使长江中下游丘陵区试验田土壤水分均匀的方法，该方法简单易行，操作方便，能够解决由于试验小区间由于相对位置不同而导致土壤水分差异过大，致重复平行差的问题。

为了实现上述的目的，本发明采用以下技术方案：

一种使长江中下游丘陵区试验田土壤水分均匀的方法，包括如下步骤：

1)调查试验田四周地下水的特征：

在4-7月份，通过土钻查看试验田四周的地下水位埋深，与试验田北部接壤的为地块A，与试验田东西两侧接壤的为地块B和地块C，与试验田南部接壤的为地块D，查看结果为试验田与地块A接壤处的地下水位埋深最小，其次是试验田与地块B和地块C接壤处的地下水位埋深，而试验田与地块D接壤处的地下水位埋深最大；

2)开挖土方：

在试验田与地块A、地块B、地块C和地块D的接壤处开挖回形导水沟，回形导水沟开挖的深度大于试验田与地块A接壤处的地下水位埋深50-60厘米；

3)构建墙体：

回形导水沟开挖完毕后，在导水沟两侧壁内侧浇筑钢筋混凝土墙体，墙体在试验田地面以上的部位高20-30厘米，两墙体之间的距离为30-40厘米；

4)填埋石方：

在两墙体之间填埋碎石层；

5)硬化导水沟：

将碎石层压实后，在碎石层上铺混凝土沟面层，回形导水沟在沟面层下方的部分构成了暗渠，回形导水沟在沟面层上方的部分构成了明渠；

6)设置进排水通道：

试验田分为多个小区，各小区与明渠之间均设有进出水口，暗渠位于试验田和地块D的接壤处的部分上铺设有导水管，明渠位于试验田和地块D的接壤处的部分上设有进排水口。

进一步，墙体的厚度为20-40厘米。

进一步，碎石层的厚度为40-60厘米，碎石的直径为1.4-1.6厘米。

进一步，所述的导水管有2根，2根导水管分别铺设在暗渠位于试验田和地块D的接壤处的部分的两侧上，所述的进排水口有2个，2个进排水口分别设置在明渠位于试验田和地块D的接壤处的部分的两侧上。

进一步，导水管的长度为100-150厘米，导水管直径为100-120毫米，进排水口和进出水口呈方形，进排水口和进出水口的长为30厘米，宽为30厘米，高为20厘米。

进一步，沟面层的厚度为5-7厘米。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：

1、有效地解决了试验田小区土壤水分差异过大的问题

通过开挖导水沟，填埋粹石，有效的解决了部分小区土壤水分受周边地势影响的难题。中国科学院桃源农业生态试验站耕作制度试验田，在没有利用该方法前，试验田靠近山塘的小区，地下水位高，每年雨季时(3月-5月)，土壤含水量高达80％，小区种植的油菜由于受到水分的影响，长势差，生物量比相同处理低53％，严重影响试验结果。采用该方法后，原来受山塘水分影响的小区，土壤水分与其他小区无显著差异，油菜长势与相同处理保持一致。

2、解决长江中下游丘陵区田间试验部分限制因素

众所周知，田间试验需要在条件相对一致的地块上开展。而丘陵区，由于地势高低不平，试验小区的不同方位地下水位差异较大，严重影响后续试验的开展。水分对土壤的理化性质变迁、土壤微生物的种群结构以及作物的生长都有重要的影响。通过使用该方法，能解决亚热带丘陵区田间试验布置过程中地下水位不同的重大难题。

总之，此方法能够有效解决长江中下游丘陵区试验田小区土壤水分差异过大的问题，使田间小区地下水位均一化。推而广之，可以用于长江中下游丘陵区冷浸田的改造，降低冷浸田的地下水位，提高作物的产量。由此可见，该方法具有极好的推广应用前景。

附图说明

图1为回形导水沟与试验田A的位置关系图。

图2为图1的局部剖视图。

1-试验田、2-地块A、3-地块B、4-地块C、5-地块D、6-回形导水沟、7-墙体、8-碎石层、9-导水管、10-沟面层、11-进出水口、12-进排水口。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例所述的试验田为中国科学院桃源农业生态试验站耕作制度长期试验田。

实施例1

1)调查试验田A四周地下水的运动特征：

在4-7月份，4-7月份是长江中下游地区雨水比较丰富的的时段，通过土钻确定查看试验田四周的地下水位埋深，如图1所示，试验田1北部(上部)接壤的为地块A2，本实施例中，地块A为山塘，长期畜水。与试验田东西两侧接壤的地块B3为和地块C4，本实施例中，地块B和地块C均为坡地，长期旱作。与试验田南部(下部)接壤的为地块D5，本实施例中，地块D为水田。结果如下：试验田1与地块A2接壤处的地下水位埋深为20厘米，试验田1与地块B3和地块C4接壤处的地下水位埋深均为30厘米，试验田1与地块D5接壤处的地下水位埋深为40厘米，试验田比地块D的高程高约为100厘米。

2)开挖土方：

在试验田1与地块A2、地块B3、地块C4和地块D5的接壤处开挖回形导水沟6，回形导水沟6开挖的深度为70厘米，大于试验田1与地块A2接壤处的地下水位埋深50厘米。

3)构建边侧墙体：

回形导水沟6开挖完毕后，在导水沟两侧壁内侧浇筑钢筋混凝土墙体7，墙体7厚30厘米，高90厘米，墙体7在试验田地面以下的部位高70厘米，两墙体7之间的距离为30厘米。墙体采用钢筋混凝土复合结构，其浇筑方法是：首先，用10mm的钢丝扎好笼子；然后装木板模，再倒入C25标号的混凝土，最后进行养护。

4)填埋石方：

如图2所示，在两墙体之间填埋44厘米的碎石层8，碎石直径为1.5厘米左右。

5)硬化导水沟：

将碎石层压实后，在碎石层上铺混凝土沟面层10，并将沟面层上表面刮平，沟面层10的厚度为6厘米。铺设沟面层后，沟面层下方的回形导水沟实际上形成了一个暗渠，而沟面层上方的回形导水沟实际上形成了一个明渠，暗渠用于排出试验田与地块A2、地块B3和地块C4处接壤处的地下水，而明渠用于试验田的灌水和排水。

6)设置进排水通道：

试验田分为多个小区，各小区与明渠之间均设有进出水口11。暗渠位于试验田1和地块5的接壤处的部分的两侧铺设有长120厘米的导水管9，导水管9的直径为110毫米。明渠位于试验田1和地块5的接壤处的部分的两侧设有进排水口12。进水出口11和进排出口12均呈方形，进排水口和进出水口的长为30厘米，宽为30厘米，高为20厘米。