专利名称：一种果树和蔬菜的全面节水调控方法
技术领域：
本发明涉及农业和节水技术领域，特别是涉及一种果树和蔬菜的 全面节水调控方法。
背景技术：
水作为人类赖以生存、发展的重要资源，已成为全球资源环境的 首要问题。它不仅影响、制约现代社会的可持续发展，而且直接威胁 人类的生存和发展，因而引起了世界的普遍关注。如何真正提高水资 源的有效利用率，推进水资源的可持续开发和保护，已经成为世界各 国共同面对的紧迫问题。如把农作物的生长、发育和产量形成作为一 个生产过程，农业水资源的高效利用，说到底是提高单位耗水的经济 产量。以作物为中心的节水调控措施应是解决粮食和缺水问题最长期 有效的途径。作物是农田土壤和大气联系的纽带和水分、能量交换的 中心环节，土壤水分状况会诱发作物从形态到生理的许多反应，可影 响到作物生长发育各个方面和阶段，作物生长发育状况会改变其自身 水分消耗进而又反过来影响到土壤水分状况，这是一个互为影响、相 当复杂，同时也是节水农业的一项非常重要的研究课题。多年来，国家各部门对节水工程的建设非常重视，也取得了一定 效益。但是由于一些地区土壤贫瘠，水分下渗快，造成有些地方节水 工程修建后潜力发挥不足，相比之下显得效果不太明显，这说明在技 术应用领域里实用性以及合理性方面与用户要求有一定差距。化控节 水技术是利用化学物质调控土壤和作物的水分状况，以达到提高土壤 保水、抑制土壤蒸发、防止渗漏、减少植物奢侈蒸腾、增产调质，进 而实现节约供水和高效利用降水目的的一种新型生物节水技术。与其 它节水技术相比，化控节水技术更具有操作简便、投入少、见效快等优点，有望成为适宜北方地区果蔬节水、增产、调质型农业综合技术。 在科研部门和生产企业的共同努力下，目前化控节水技术产品的 生产技术基本成熟，应用试验研究不断深入，在粮食作物、经济作物、 花卉蔬菜、果树苗木等多种作物上得到了应用。但总体而言，我国化控节水技术领域的研究起步较晚，目前还处 于摸索阶段，单一技术的研究较多，综合集成技术的研究缺乏；单一 施用方式研究较多，综合配套成型技术研究甚少。由于施用方式单一， 从而不能对农田水分进行充分地利用，水分利用效率较低。发明内容本发明实施例要解决的问题是提供一种果树和蔬菜的全面节水 调控方法，以克服现有技术中由于施用方式单一而造成水分利用效率 较低的缺陷。为达到上述目的，本发明实施例的技术方案提供一种果树和蔬菜的全面节水调控方法，所述方法包括以下步骤在种植作物根区土壤 中施入土壤保水剂；在所述作物叶面喷施植物抗蒸腾剂；在种植所述 作物根区近地面表层土壤中施入土壤结构改良剂。其中，在所述施入土壤保水剂的步骤中，包括当所述作物为果 树时，在所述作物萌芽前期施入所述土壤保水剂，施入时在所述作物 垂直投影半径的1/3~2/3处，两侧行间挖坑或围绕所述作物挖环沟， 所述坑或环沟的宽为30cm、长为45cm、深为40~60cm，将所述土壤 保水剂充分拌土后分层装入所述坑或环沟中，上层用浮土覆盖；当所 述作物为瓜菜时，釆用穴施进行土壤保水剂的施入，深度为15cm， 将所述土壤保水剂充分拌土，表层覆土。其中，在所述在种植作物的土壤中施入土壤保水剂的步骤中，包 括当所述作物为果树时，对于七年以上果树施用量为200-400g/ 棵，对于七年以下果树施用量不少于150g/棵；当所述作物为瓜菜时， 每株用量为5g/株。其中，在所述在种植作物的土壤中施入土壤保水剂之后，还包括 对所述作物进行一次充分灌溉。其中，在所述在作物上施入植物抗蒸腾剂的步骤中，包括当所 述作物为果树时，分别在所述作物的花前期、新梢旺长期、新梢二次 生长期和果实成熟期各喷施一次所述植物抗蒸腾剂；当所述作物为瓜 菜时，分别在所述作物的花前期、果实膨大期和果实成熟期各喷施一 次所述植物抗蒸腾剂。其中，在所述在作物上施入植物抗蒸腾剂的步骤中，包括当所 述作物为果树时，喷施时稀释所述植物抗蒸腾剂，稀释时水与所述植 物抗蒸腾剂的质量比200: 1 400: 1;当所述作物为瓜菜时，喷施时 稀释所述植物抗蒸腾剂，稀释时水与所述植物抗蒸腾剂的质量比200: 1~350: 1。其中，在所述在种植作物的土壤中施入土壤结构改良剂的步骤 中，包括当所述作物为果树时，在所述作物萌芽期施入所述土壤结 构改良剂，施入时在所述作物垂直投影半径的1/3~2/3处，两侧行间 挖坑或围绕所述作物挖环沟，所述坑或环沟的宽为30cm、长为45cm、 深为40 60cm，将所述土壤结构改良剂充分拌土后分层装入所述坑或 环沟中，上层用浮土覆盖；当所述作物为瓜菜时，釆用穴施进行土壤 结构改良剂的施入，深度为25cm，将所述土壤保水剂充分拌土，表 层覆土10cm,并对表层进行松土。其中，在所述在种植作物的土壤中施入土壤结构改良剂的步骤 中，包括当所述作物为果树时，所述土壤结构改良剂的施用量为 3kg 5kg/棵；当所述作物为瓜菜时，每株用量为200g/株。其中，所述土壤保水剂包括淀粉/聚丙烯酸盐接枝聚合体、羧甲 基纤维素交联体、聚丙烯酸盐化合物三种类型；所述植物抗蒸腾剂包 括代谢型、薄膜型、反射型三种类型；所述土壤结构改良剂包括矿物 质制剂、腐殖质制剂、人工合成制剂三种类型。上述技术方案仅是本发明的一个优选技术方案，具有如下优点 本发明实施例将土壤-作物作为整体，通过联合应用土壤保水剂、植 物抗蒸腾剂以及土壤结构改良剂三种制剂可以实现立体、全面调控土 壤和作物水分状况，从而提高了农田水分利用效率。
图l是本发明实施例的一种果树和蔬菜的全面节水调控方法的原 理图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式
作进一步详细 描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。土壤、作物、大气系统中水分运行、转化规律是节水农业的基本 研究问题，是实现农业高效用水调控的基本途径。土壤-作物-大气系统(Soil-plant-atmosphere Continuum, SPAC )包括作物根系生长发育 所处的土壤层，含土壤水及与之有联系的地下潜水，作物体的本身和 作物体所在的大气空间环境。SPAC系统是一个复合系统，水分在其 中的运行是连续的，贯穿于土壤、作物和大气三者之间，灌溉水、降 雨进入农田后在SPAC系统中的运动过程是由多个系统组成的耦合系 统，系统耦合过程中存在一系列的系统界面，水分在SPAC中运行时 往返通过的界面包括作物-大气、土壤-大气、土壤-根系、潜水层-土壤层等之间的多个界面。但如将根区土壤-作物视为一个整体，则 水分进入农田后主要有地表径流、土壤表面蒸发、植株叶面蒸腾以及 深层渗漏四个方面消耗途径，其耗水的调控也是整个农业节水的关键 所在。本发明探索性地引入土壤保水剂、植物抗蒸腾剂以及土壤结构 改良剂三种化控节水制剂，其基本原理如下土壤保水剂土壤保水剂具有反复吸水功能，可缓慢释放水分供 植物吸收利用，具有提高土壤保水、抑制土壤蒸发、防止深层渗漏、 延长有效水利用时间进而形成土壤水分调节微型水库等功能，已成为高效利用雨水、灌溉水的一种新型真实节水技术。目前常用的保水剂 主要有淀粉/聚丙烯酸盐接枝聚合体、羧甲基纤维素交联体以及聚丙 烯酸盐化合物三种类型，主要施于作物根区土壤。植物抗蒸腾剂植物吸收的水分仅有1%用于制造有机物质，其 余主要用于蒸腾。
一般情况下，光合速率随气孔开度增加而增加，但气孔开度达到某一值时，光合速率增加不再显著；而蒸腾速率则随气 孔开度增大而线性增加，基于此则可利用FA来调控气孔开度至临界 阈值以达到不牺牲作物光合产物累积而节水量最大目的。目前抗蒸腾 剂主要有代谢型、薄膜型、反射型三种类型，主要釆用叶面喷施。土壤结构改良剂具有改善土壤结构、增加雨水入渗而减少地表 径流的功能；主要具有矿物质制剂、腐殖质制剂以及人工合成制剂三 种类型，主要施于作物根区近地面陆地表层。将根区土壤-作物作为整体，以全面调控系统水分消耗进而提高 农田水分利用效率为根本目的，联合应用三种制剂可以实现立体、全 面调控土壤和作物水分状况，形成了一种基于化控制剂协同作用的果 蔬全面节水调控方法。本发明实施例的一种果树和蔬菜的全面节水调 控方法的原理图如图l所示，其中水分进入农田的方式包括降雨和 灌溉15;水分的消耗包括植株叶面蒸腾ll、 土壤蒸发12、地表径 流13和深层渗漏14;水分的节水调控包括施入土壤保水剂16、施 入植物抗蒸腾剂17和施入土壤结构改良剂18。实施例l,当所述作物为果树时，以苹果树为例，介绍本方法的 具体施用方法步骤s101、 土壤保水剂的施入选取一种聚丙烯酸钾-聚丙烯酰 胺共聚型土壤保水剂。在果树萌芽前期施入，施入时在每棵果树树冠 垂直投影半径的1/3-2/3处，两侧行间挖坑(或围绕果树挖环沟)，宽、 长、深30cm x 45cm x (40~60)cm，先将其充分拌土，分层装入沟中， 上层用浮土覆盖，在试剂施入后进行一次充分灌溉，保证土壤保水剂充分吸水。对于七年以上苹果果树施用量为200 -400g/棵为宜，对于 七年以下果树可以适当减少，建议不少于150g/棵，可以起到明显的 节水效果，可以减少灌水次数和灌水量。步骤sl02、植物抗蒸腾剂施入选取典型的代谢型植物抗蒸腾剂 黄腐酸，釆用人工背负式喷雾器或者类似设备，分别在果树的花前期、 新梢旺长期、新梢二次生长期、果实成熟期各喷施一次。对于喷施宜 釆用200 - 400倍稀释液(水与單地龙的质量比)，全生育内喷施四次 (萌芽前期，新梢旺长期，新梢停长末期，新梢二次生长期)，可以 有效的提高果实品质，同时也可收到较好的节水效果。步骤sl03、 土壤结构改良剂施入选取BGA土壤结构改良剂。 BGA是一种经STT (Synthetic treatments technology)和CRTNW (Control-release technology of nutrients and water)技术对秸杆、枯枝 落叶、杂草、畜禽粪便、生活垃圾等城乡有机废弃物进行处理后制得 的新型有机抗單剂，具有改善土壤结构、增加雨水入渗而减少地表径 流的功能。在果树萌芽期施入，施入时在每棵果树树冠垂直投影半径 的1/3-2/3处，两侧行间挖坑(或围绕果树挖环沟)，宽、长、深30cm x45cmx(40 60)cm,先将其充分拌土，分层装入沟中，上层用浮土 覆盖。对于果树施肥技术成熟的地区施用效果不佳，对于土壤贫瘠施 肥技术不成熟的地区可以适当采用，建议施用量3kg 5kg/棵，可以起 到营养和保水的效果。采用本实施例的方法后，实现了苹果增产11.4-19.4%,可溶性固 形物增加0.6-1.0%;桃树增产8.4-15.6%，可溶性固形物增加0.3-1.2%; 增产8.0-15.3%,可溶性固形物增加0.7-1.5%。实施例2，当所述作物为瓜菜时，以温室、大棚的瓜菜为例，介 绍本方法的具体施用方法步骤s201、 土壤保水剂的施入选取一种聚丙烯酸钾-聚丙烯酰 胺共聚型土壤保水剂，釆用穴施进行土壤保水剂的施入，深度为15cm，每株用量为5g/株，将所述土壤保水剂充分拌土，表层覆土。步骤s202、植物抗蒸腾剂施入选取典型的代谢型植物抗蒸腾剂 黄腐酸，对于瓜菜的喷施宜釆用200-350倍稀释液(水与旱地龙的质 量比)，全生育内喷施三次(花前期、果实膨大期、果实成熟期)，可 以有效的提高果实品质和减少病虫害，同时也可收到较好的节水效 果。步骤s203、 土壤结构改良剂施入选取BGA土壤结构改良剂，釆 用穴施进行BGA土壤结构改良剂的施入，深度为25cm，每株用量为 200g/株，将所述土壤保水剂充分拌土，表层覆土10cm,并对表层进 行松土。釆用本实施例的方法后，实现了甜瓜、辣椒、西瓜的产量分别可 以增加10.3%、 10.7%、 7.4%;甜瓜、西瓜可溶固形物最高可以提高 28.6%和2.2%。本发明实施例将土壤-作物作为整体，通过联合应用土壤保水剂、 植物抗蒸腾剂以及土壤结构改良剂三种制剂可以实现立体、全面调控 土壤和作物水分状况，从而提高了农田水分利用效率。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领 域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以 做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1. 一种果树和蔬菜的全面节水调控方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤在种植作物根区土壤中施入土壤保水剂；在所述作物叶面喷施植物抗蒸腾剂；在种植所述作物根区近地面表层土壤中施入土壤结构改良剂。
2、 如权利要求l所述果树和蔬菜的全面节水调控方法，其特征在于，在所述施入土壤保水剂的步骤中，包括当所述作物为果树时，在所述作物萌芽前期施入所述土壤保水 剂，施入时在所述作物垂直投影半径的1/3~2/3处，两侧行间挖坑或 围绕所述作物挖环沟，所述坑或环沟的宽为30cm、长为45cm、深为 40 60cm，将所述土壤保水剂充分拌土后分层装入所述坑或环沟中，上层用浮土覆盖；当所述作物为瓜菜时，釆用穴施进行土壤保水剂的施入，深度为15cm，将所述土壤保水剂充分拌土，表层覆土。
3、 如权利要求2所述果树和蔬菜的全面节水调控方法，其特征 在于，在所述在种植作物的土壤中施入土壤保水剂的步骤中，包括当所述作物为果树时，对于七年以上果树施用量为200-400g/ 棵，对于七年以下果树施用量不少于150g/棵； 当所述作物为瓜菜时，每株用量为5g/株。
4、 如权利要求1所述果树和蔬菜的全面节水调控方法，其特征 在于，在所述在种植作物的土壤中施入土壤保水剂之后，还包括对所 述作物进行一次充分灌溉。
5、 如权利要求1所述果树和蔬菜的全面节水调控方法，其特征 在于，在所述在作物上施入植物抗蒸腾剂的步骤中，包括当所述作物为果树时，分别在所述作物的花前期、新梢旺长期、 新梢二次生长期和果实成熟期各喷施一次所述植物抗蒸腾剂；当所述作物为瓜菜时，分别在所述作物的花前期、果实膨大期和 果实成熟期各喷施一次所述植物抗蒸腾剂。
6、 如权利要求5所述果树和蔬菜的全面节水调控方法，其特征在于，在所述在作物上施入植物抗蒸腾剂的步骤中，包括当所述作物为果树时，喷施时稀释所述植物抗蒸腾剂，稀释时水与所述植物抗蒸腾剂的质量比200: 1~400: 1;当所述作物为瓜菜时，喷施时稀释所述植物抗蒸腾剂，稀释时水 与所述植物抗蒸腾剂的质量比200: 1-350: 1。
7、 如权利要求1所述果树和蔬菜的全面节水调控方法，其特征 在于，在所述在种植作物的土壤中施入土壤结构改良剂的步骤中，包 括当所述作物为果树时，在所述作物萌芽期施入所述土壤结构改良 剂，施入时在所述作物垂直投影半径的1/3~2/3处，两侧行间挖坑或 围绕所述作物挖环沟，所述坑或环沟的宽为30cm、长为45cm、深为 40 60cm,将所述土壤结构改良剂充分拌土后分层装入所述坑或环沟 中，上层用浮土覆盖；当所述作物为瓜菜时，釆用穴施进行土壤结构改良剂的施入，深 度为25cm，将所述土壤保水剂充分拌土，表层覆土 10cm，并对表层 进行松土。
8、 如权利要求7所述果树和蔬菜的全面节水调控方法，其特征 在于，在所述在种植作物的土壤中施入土壤结构改良剂的步骤中，包 括当所述作物为果树时，所述土壤结构改良剂的施用量为3kg 5kg/棵；当所述作物为瓜菜时，每株用量为200g/株。
9、 如权利要求1至8任一项所述果树和蔬菜的全面节水调控方 法，其特征在于，所述土壤保水剂包括淀粉/聚丙烯酸盐接枝聚合体、羧甲基纤维素交联体、聚丙烯酸盐化合物三种类型；所述植物抗蒸腾剂包括代谢型、薄膜型、反射型三种类型； 所述土壤结构改良剂包括矿物质制剂、腐殖质制剂、人工合成制剂三种类型。
全文摘要
本发明公开了一种果树和蔬菜的全面节水调控方法，所述方法包括以下步骤在种植作物根区土壤中施入土壤保水剂；在所述作物叶面喷施植物抗蒸腾剂；在种植所述作物根区近地面表层土壤中施入土壤结构改良剂。本发明实施例将土壤-作物作为整体，通过联合应用土壤保水剂、植物抗蒸腾剂以及土壤结构改良剂三种制剂可以实现立体、全面调控土壤和作物水分状况，从而提高了农田水分利用效率。
文档编号C08L33/02GK101263770SQ20081010551
公开日2008年9月17日 申请日期2008年4月29日 优先权日2008年4月29日
发明者任树梅, 刘洪禄, 李云开, 杨培岭, 杨进怀, 毕勇刚 申请人:中国农业大学