本發明涉及農業節水灌溉
技術領域：
，具體來說是一種干旱環境下的綠洲塊根類農作物磁水滴灌方法。
背景技術：
：農業磁化水灌溉技術是一項科技含量較高的促進農作物生長和增產的灌溉技術，原理是灌溉水通過磁化后，斷開“分子團”氫鍵，使它變成單個而有活力小分子團。這種變小的分子團在細胞代謝過程中具更強的滲透性，使其水表面張力減少，溶解性增強，在灌溉中推進了礦物質溶解和植物根系吸收以及植物的生長(圖1)。利用這一原理，上世紀中期以來國內外科技人員便開展了磁化水技術在農業灌溉上的試驗與應用研究，特別是在干旱地區已做了大量的工作，諸如在小麥、大麥、玉米、棉花、谷物以及具有經濟效益的鹽生植物，己取得一定的成效，其產量、質量都有一定的提高。其技術歸納起來主要包括：農作物滴灌、農作物磁化水灌溉、農作物磁化水+滴灌等；但針對干旱水源供給緊張的綠洲環境，以及水資源的高效利用和農作物增產與品質提升，原有單一的滴灌或磁水灌溉存在諸多優勢態勢與不足。最主要表現為：①單一的農作物磁水灌溉易于作物對養分和水分的吸收；但該技術所處的環境是開放系統，受微地形、土壤質地和物質成分、地下水、土壤鹽分的干擾，磁水控制的范圍相對較小分布和強度不均一，造成了作物對養分和水分吸收程度也相對不均一；整體會影響到農作物的生長。②單一的農作物滴灌技術，特別適合于干旱區農業灌溉，節水效果很好，水資源利用率高，但缺點是不能更有效促進水分對土壤養分和礦物質的溶解以及農作物對養分、水分的吸收，會影響了農作物的產量和質量進一步提升。因此本發明針對以上的問題與不足，基于前人的研究與試驗基礎，利用上述的磁水灌溉的技術核心，在新疆干旱綠洲環境內，開展一種綠洲塊根農作物磁化水滴灌豐產技術試驗；試驗以馬鈴薯、甜菜為對象，本試驗選擇在耕作前進行排鹽、洗鹽，將鹽排到耕作層以下，安裝磁化器，這樣磁化水在播種期可有效地發揮作用。磁化水灌溉一直持續到收割前的一至兩周，這樣可以在糖分的后期積累中發揮重要作用。通過磁化器與滴灌系統無縫結合與封閉的最佳組合設計以及不同時段灌溉試驗，以該類作物出苗至果實成熟的最有效生長期為試驗階段，優化選擇出適了宜于干旱綠洲環境的塊根作物磁化水滴灌組合技術方法—磁化水+滴灌組構技術方法。本發明針對干旱環境下鹽漬化耕地和非鹽漬化耕地設計了兩種試驗，找出適合不同耕地類型所需的最佳磁場強度。試驗表明，該灌溉技術方法，它不僅使其磁化水通過滴灌直接的接觸到馬鈴薯根部附近，而且還有效的促進了馬鈴薯對水分與養分的吸收程度，進一步提升了農作物的豐產與品質的空間。通過中文科期刊技數據庫、中國學術期刊數據庫、中國專利數據庫、等國內和國際數據庫，共查出有關磁化水灌溉的文獻和專利數十篇，僅僅涉及到新疆的南部灌區農作物磁化水+滴灌技術試驗文獻，其他也僅發生在部分農作物中，諸如棉花、番茄及棗樹等；但并無馬鈴薯、甜菜試驗記錄，也均未涉及到在滴灌條件下的馬鈴薯、甜菜生長期磁化水灌溉時空設置技術和內容，原來的磁化水灌溉技術對馬鈴薯、甜菜農作物的產量與品質提升所需的有效磁化強度區間、組構，影響范圍、節水量能力還沒未見報道，特別是針對馬鈴薯、甜菜磁化水+滴灌的豐產優質技術也未見報道。技術實現要素：本發明的目的是是提供一種在干旱區綠洲水源供給緊張狀態下的馬鈴薯、甜菜增產、增質的灌溉技術方法，即：磁化水滴灌組合技術方法，是為促進塊根類農作物種植的豐產和品質提升以及高效節水服務的。它對于提高當地與新疆灌區農業灌溉技術水平，以及農業新技術的應用有直接的促進作用，并為干旱區及新疆的農業可持續發展提供科學依據。為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種干旱環境下的綠洲塊根類農作物磁水滴灌方法，步驟包括：(1)將種植田劃分為8～25畝面積大小相等的地塊；(2)種植后，按劃分的地塊在地塊內鋪設多條平行的毛管，毛管中間每條平行毛管中間通過支管連接，支管與主管連通，然后在每根支管與主管連接處安裝磁化器(如圖2所示)；(3)磁化強度控制在1200～3600，從生長至果實成熟灌溉8～10次。進一步的，步驟(2)中，所述磁化器外圈直徑為105mm,內圈直徑為85mm。進一步的，所述塊根類農作物為馬鈴薯或甜菜。①.本發明是一種干旱環境下的綠洲塊根類農作物(馬鈴薯、甜菜)磁水滴灌豐產優質技術；其原理是灌溉水通過磁化后，斷鍵形成由單分子或個體小分子團組成的磁化水體。增強了水體在灌溉過程中對土壤的滲透性，以及對土壤礦物質和養分溶解性；更利于塊根類農作物(馬鈴薯、甜菜)對水分與養分的吸收；其技術方法簡單、環保，便于操作設置，在新疆干旱區綠洲環境內試驗效果極佳，是農民朋友增產、增質的最佳技術選擇。②.本發明是以增加塊根類農作物(馬鈴薯、甜菜)的產量和品質為目標的，要求該技術配置的磁化器與滴灌系統無縫結合，構建成相對封閉的灌溉組合體系—既磁化水+滴灌組構體系，以促進馬鈴薯、甜菜產量和品質的提升。③.本發明是針對干旱區水資源供應緊張的綠洲環境下設計的一種塊根類農作物(馬鈴薯、甜菜)灌溉技術方法，試驗選擇在耕作前進行洗鹽，將鹽排到耕作層以下，再進行耕作。在耕作前將磁化器安裝，這樣磁化水在播種期可有效地發揮作用。磁化水灌溉一直持續到收割前的一至兩周，促進糖分的后期積累。④.本發明適合各類耕作土壤類型。一般在鹽漬化耕地均以二次磁化1600-2400最佳；非鹽漬化耕地以一次磁化2000的最佳。附圖說明為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1農田磁化水灌溉作用示意圖；圖2磁化水滴灌系統布局示意圖；圖3馬鈴薯磁水滴灌試驗與磁化器布置圖；圖4磁化與未磁化水滴灌的馬鈴薯生長狀態對比；圖5處理1的磁化與未磁化水滴灌的馬鈴薯生長狀態對比柱狀圖；圖6處理2的磁化與未磁化水滴灌的馬鈴薯生長狀態對比柱狀圖；圖7馬鈴薯磁化與未磁化滴灌養分測定對比框圖；圖8甜菜磁水滴灌試驗與磁化器布置圖；圖9不同時期的甜菜葉片趨勢圖；圖10不同時期的甜菜葉叢高度趨勢圖；圖11不同時期的甜菜葉長趨勢圖；圖12不同時期的甜菜葉寬趨勢圖。具體實施方式下面將結合本發明實施例，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。實例1試驗地點位于新疆瑪納斯縣蘭洲灣鎮王家村，為典型的干旱區綠洲灌區，土壤由潮土、黃土狀灌漠土、和黃土狀灌溉棕漠土組成，經長期耕作和改良，土壤肥沃而平整。試驗選擇了該村75畝農田為樣田，將其細分為1、2、3個狹長的小條田，種植馬鈴薯作物。每個小條田都設計有磁化的田塊和無磁化田塊(如圖3所示)；按上述的發明步驟，有磁化田塊通過主管與支管結合部處將磁化強度2000的磁化器與滴灌系統無縫鏈接，形成灌前洗鹽+磁化水+滴灌組構技術體系；而無磁化田塊則僅將滴灌布置于此，形成單獨滴灌+水量定控灌溉體系；整個試驗設置成了2處理和3個重復。據此將水量控制在統一的標準340m3，進行磁化水滴灌和滴灌2個處理與3個重復對比試驗，包括馬鈴薯出苗至果實成熟等整個生長期灌溉不同階段的養分、形態、產量以及前期生物量的測定與對比分析；A.不同灌溉處理方式的馬鈴薯生長狀況分析比較按5月15-23日幼苗期-孕蕾期，試驗對磁化水和無磁化水灌溉的馬鈴薯生長狀況進行了調查：首先試驗在1、2號條田的磁化區和無磁化區隨機分次各選定2個樣方(即6×6m的方框)，每樣方又取10個樣點。進行樣品的根莖和株高調查與測定記錄；然后分析比較該階段磁化和無磁化滴灌馬鈴薯生長狀況之差異。通過調查數據的對比分析(見表1、表2，圖4、圖5、圖6)發現，1、2號條田兩次處理的磁化區和無磁化區馬鈴薯植物生長狀況差異較為明顯，磁水灌溉馬鈴薯要比無磁水灌溉馬鈴薯株長分別高出22和23.6cm，根部直徑多出0.245和0.28cm，冠幅平均大了1/4；因此磁化水滴灌馬鈴薯植物要比普通水滴灌的馬鈴薯植物苗壯，根莖粗，株長高，生物量大。表1處理1的磁化與未磁化水滴灌的馬鈴薯生長狀態對比表表2處理2的磁化與未磁化水滴灌的馬鈴薯生長狀態對比表B.不同灌溉處理方式的養分測定與分析比較首先將1、2、3號小條田，每個都按磁化處理和非磁化對照以及介于兩者之間的弱磁化區隨機取2數～4個樣方，每樣方以6×6m的方框隨機連續采3-5個樣品；最終按條田、按區域平均進行室內(試驗室)養分測定(表3、圖7)。表3馬鈴薯磁化與未磁化滴灌養分測定對比表編號可溶性糖/(mg/g)淀粉/(mg/g)可溶性蛋白質/(mg/g)1號條田磁化區24.48113.142.801號條田CK21.28112.742.532號條田磁化區12.75109.033.542號條田CK7.6775.413.123號條田磁化區23.07138.413.153號條田CK9.0477.962.89通過分析測定表明：1、2、3號條田經磁化滴灌的馬鈴薯糖分含量平均明顯高于非磁化滴灌的馬鈴薯7.44mg/g；可溶性蛋白稍高于非磁化滴灌的馬鈴薯0.31mg/g，淀粉高于非磁化滴灌的馬鈴薯31.49mg/g；顯然經磁化滴灌的馬鈴薯養分明顯的高于普通滴灌的馬鈴薯。磁化水促進了馬鈴薯對水和養分的吸收。C.不同灌溉處理方式的馬鈴薯形態測定與分析比較在1號條田磁化區和無磁化區隨機選定2個樣方(即6×6m的方框)，共計3個條田12個樣方點；進行樣品的選擇調查與測定記錄，每方取樣馬鈴薯10株測量單株果實個數以及長度和寬度(直徑)數值；c.計算出它們的平均值，并分析比較磁化區和無磁化區馬鈴薯形狀與個體之差異。從調查的1號條田單株結薯數和薯型來看(表4)，有磁化滴灌馬鈴薯的單株結薯數平均為5.9個，無磁化區的單株結薯數平均為3.8個；有磁化化的單株結薯數比無磁化的單株結薯數平均多0.2個，且有磁化化單株和個體比無磁化的化單株和個體要較大，形態也較好，表面光澤好。表41號條田馬鈴薯形狀態測定表1號條田分區土豆品種(70天)每株個數平均長度cm平均直徑cm無磁化區平均數3.88.755.12磁化區平均數4.011.196.6D.不同灌溉處理方式的產量分析比較采取隨機取樣方法，將測產的1號條田的磁化區和無磁化區隨機取樣方數個，按種植方式選取6×6m的方框測定單位面積的株數，確定其每畝保存株數；然后再按不同處理區不同處理方式隨機定位取樣，每區連續挖10株稱重，計算出各區平均單株產量，據此用各區平均單株產量乘以各區每畝保存株數，即為該塊地的畝產量。公式為：從調查馬鈴薯田的單株結薯數和畝保存株數來看，有經磁化水滴灌的馬鈴薯單株結薯數平均為4.0個，畝保存株數3490株；無磁化水滴灌的馬鈴薯單株結薯數平均為3.8個，畝保存株數3495株；按上述公式：∑S＝(A1+A2+AN)/N×V套入計算，得出磁化區馬鈴薯畝產量為3394.01kg/畝，無磁化區馬鈴薯畝產量為2621.25kg/畝。有磁化器的單株結薯數比無磁化的單株結薯數多0.20個，且有磁化器平均每株的重量比無磁化器的平均每株的重量多0.2225kg(見表5)。表52號條田測產結果表E：不同灌溉處理方式的水資源有效利用率分析通過上述的幾組試驗分析發現，在相同灌溉水量(320方/畝)嚴格控制及管理下，有磁化水灌溉的土豆田比無磁化水灌溉的土豆田，平均每畝增產727.76公斤，并明顯提高了水資源的有效率，按公式套入：(△V：土豆磁化水滴灌比土豆普通水滴灌每畝所節約的用水量；V1：統一額度每畝灌溉量；S1：磁化水灌溉的土豆田每畝產量；S2：無磁化水灌溉的土豆田每畝產量)。Σ△V＝V1-S1/S2×V1由此可推算出平均節水72～73方，增效29％。實例2試驗地點位于奎屯市開干齊鄉開干齊村，選擇了開干齊村北向的第2條田600畝甜菜田為試驗區，進行了甜菜磁化水滴灌技術的布局試驗(如圖8所示)。該試驗區特點是條田走向近南北，地表平坦，土壤為灌耕灰漠土，肥力比較貧瘠，鹽漬化相對較為嚴重，以輕中度硫酸和氯化物混合鹽為主。試驗設計1個1次磁化強度處理1600，3個2次磁化處理組合1600-1200、1600-2400、1600-3200及對照(CK，無磁化)，每個處理3次重復。按上述的發明步驟，有磁化田塊通過主管與支管結合部處將磁化器與滴灌系統無縫鏈接，形成磁化水+滴灌灌溉技術體系；而無磁化田塊則僅將滴灌布置于此，形成單獨滴灌灌溉體系；整個試驗設置成了5個處理和3個重復。據此將水量控制在統一的標準550.5m3，進行磁化水滴灌5個處理與3個重復對比試驗，包括甜菜出苗至塊根成熟等整個生長期灌溉不同階段的養分、形態、產量以及前期生物量的測定與對比分析；A.不同灌溉處理方式的甜菜生長狀況分析比較6月12日、7月13日、8月19日對磁化水和無磁化水灌溉的甜菜生長狀況進行了調查：首先試驗在每個磁化處理分次各選定3個樣點，每樣點選定6株，對樣品的葉片、葉叢高度、葉長和葉寬進行調查與測定記錄；然后分析比較該階段各磁化處理強度和CK滴灌甜菜生長狀況的差異。表6不同時期的甜菜生長狀況對比表通過調查數據的對比分析(見表6、圖9、圖10、圖11、圖12)發現，經處理的磁化區和無磁化區甜菜植株生長狀況存在差異。8月19日測得的數據顯示，磁化組的葉片數均高于對照組；葉叢高度在前期差異不明顯，在到七月中旬以后，磁化處理的葉叢高度均高于對照。在葉長的調查中已1600-3200最佳，在葉寬的調查中已1600-1200最佳。所以，磁化水灌溉可以促進甜菜的生長，不同處理對甜菜的生長狀況都有一定影響。B.不同灌溉處理方式的產量分析比較采取隨機取樣方法，每個處理隨機取3個樣點(3個重復分別為3個樣點)。每個樣點取0.01畝(6.67m2)，在樣點之中選取有代表性的雙行，實數收獲株數，計算畝收獲株數。在每個樣點內連續抓取10株甜菜，按照原料甜菜的削切標準，計算平均單株重。依據測產方法，通過定點取樣測試，按公式：產量(噸/畝)＝畝株數×單株重(kg)；產糖量(噸/畝)＝產量(噸/畝)×含糖率(％)。據表2結果分析得出，磁化處理的產量和產糖量均大于無磁化處理。產量排序為：1600-2400>1600-1200>1600-3200>1600>CK，其中，磁化(1600-2400)處理甜菜產量最高，為7.14噸/畝，較CK提高36.94％；磁化(1600-1200)處理產量第二，為6.80噸/畝，較CK提高30.41％；磁化(1600-3200)處理產量第三，為6.56噸/畝；磁化(1600)處理產量第四，為6.53噸/畝，較CK提高25.14％。表2開干齊鄉甜菜磁化水滴灌技術產量與品質調查分析表總結：磁化處理甜菜產量均大于CK，以二次磁化處理組合1600-2400的產量最佳，可達7.14噸/畝，較CK提高36.94％，說明磁化水滴灌在灌溉中加強了甜菜植物根系吸收和植物生長，增強了溶解鹽分向下運移的作用，有效的改善土壤鹽漬化狀況，促進了甜菜的產量和品質的提高；因此，磁化水滴灌技術對農業發展意義重大，具有極大的推廣價值。C.不同灌溉處理方式的品質分析比較據表4結果分析得出：磁化處理的產糖量均大于無磁化處理，其中，以磁化(1600-2400)處理的產糖量最佳。產糖量表現為1600-2400>1600-1200>1600-3200>1600>CK。其中，磁化處理1600-2400、1600-1200、1600-3200、1600的產糖量較CK分別提高40.06％、32.85％、31.45％、24.95％。在滴灌過程中，磁化水能夠提高作物的品質，從而為農民帶來經濟效益。表4開干齊鄉甜菜磁化水滴灌技術品質調查分析表D.不同灌溉處理方式的水資源有效利用率分析通過上述的幾組試驗分析發現，在相同灌溉水量(550.5方/畝)嚴格控制及管理下，有磁化比對照組灌溉的甜菜，平均每畝增產1.55噸，并明顯提高了水資源的有效率，按公式套入：(△V：甜菜磁化水滴灌比甜菜普通水滴灌每畝所節約的用水量；V1：統一額度每畝灌溉量；S1：磁化水灌溉的甜菜每畝產量；S2：無磁化水灌溉的甜菜每畝產量)。∑SV＝V1-S1/S2×V1由此可推算出平均節水163～164方，增效29.8％。總之，在相同的種植、水肥配置和管理措施之下，經上述馬鈴薯、甜菜種植的育苗至果實成熟等整個時期的試驗和監測實例表明：①.干旱環境下的綠洲塊根類農作物(馬鈴薯、甜菜)磁化水+滴灌技術比常規水塊根類農作物(馬鈴薯、甜菜)滴灌技術的土壤在灌溉中更易于礦物質和養分溶解；②.干旱環境下的綠洲塊根類農作物(馬鈴薯、甜菜)磁化水+滴灌技術比常規水塊根類農作物(馬鈴薯、甜菜)滴灌技術的更利于對水分與養分的吸收,更具高效節水功能；③.干旱環境下的綠洲塊根類農作物(馬鈴薯、甜菜)磁化水+滴灌技術比常規水塊根類農作物(馬鈴薯、甜菜)滴灌技術明顯的提高了塊根類農作物(馬鈴薯、甜菜)生長前期的生物量，中后期的產量、品質以及整個生長期對水的有效利用率；其中甜菜的水利用率提高了29.8％，產量提升了29.7％，糖分提高了31.5％；馬鈴薯的水利用率提高了29％，產量提升了29.5％，品質的糖分、蛋白和淀粉也分別提升了5～10％不等。④.干旱環境下的綠洲塊根類農作物磁水灌溉，鹽漬化耕地和非鹽漬化耕地所需的最佳磁化強度有所差別。鹽漬化耕地種植的甜菜，在產量及品質上均以二次磁化1600-2400最佳；非鹽漬化耕地種植的馬鈴薯以一次磁化2000的最佳。綜上所述磁化水+滴灌技術方法簡單、環保，便于操作設置，在新疆干旱、水資源供應緊張的綠洲環境內試驗效果極佳，可以大幅度提高塊根類農作物的品質及產量，達到增質、增收，是為農民增質、增收服務的一種最佳技術選擇。本
技術領域：
技術人員可以理解，除非另外定義，這里使用的所有術語(包括技術術語和科學術語)具有與本發明所屬領域中的普通技術人員的一般理解相同的意義。還應該理解的是，諸如通用字典中定義的那些術語應該被理解為具有與現有技術的上下文中的意義一致的意義，并且除非像這里一樣定義，不會用理想化或過于正式的含義來解釋。最后所應說明的是：以上實施例僅用以說明而非限制本發明的技術方案，盡管參照上述實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應該理解：依然可以對本發明進行修改或者等同替換，而不脫離本發明的精神和范圍的任何修改或局部替換，其均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。當前第1頁1 2 3