[發(fā)明專(zhuān)利]利用黃河水等含泥沙水的微灌系統(tǒng)及植物節(jié)水栽培方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210435318.3
• 申請(qǐng)日: 2012-11-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103782872A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王世平;何建軍;婁玉穗;趙麗萍;趙慧;張才喜;許文平
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): A01G25/02
• 分類(lèi)號(hào): A01G25/02
• 代理公司: 上海一平知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31266
• 代理人: 祝蓮君;雷芳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及節(jié)水領(lǐng)域，具體涉及節(jié)水灌溉。

背景技術(shù)

早在1988年，世界環(huán)境與發(fā)展委員會(huì)的文件指出：“水資源正在取代石油成為在全世界引起危機(jī)的主要問(wèn)題”。水資源缺乏已成為當(dāng)今人類(lèi)社會(huì)共同關(guān)注的問(wèn)題。我國(guó)人均水資源2200m³，不足世界平均水平的1/4，是一個(gè)水資源嚴(yán)重缺乏的國(guó)家，而且隨著人口劇增和工業(yè)的發(fā)展，將來(lái)缺口會(huì)越來(lái)越大。

我國(guó)西部的寧夏平原、新疆南部、甘肅河西走廊及內(nèi)蒙河套地區(qū)，降水稀少（15-300mm），蒸發(fā)量極大（3000mm以上），完全依賴黃河水及雪山融水灌溉進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

在銀川等黃河兩岸地區(qū)，由于沙質(zhì)土壤特殊的結(jié)構(gòu)特性和強(qiáng)烈的大氣蒸發(fā)，每畝年間灌水量一般在1000m³以上，漏水和地面蒸發(fā)造成了非常大的水資源浪費(fèi)。在銀川、蘭州和內(nèi)蒙河套的黃河兩岸臺(tái)地，近年通過(guò)電力提水開(kāi)發(fā)了大量土地。但這些土地多為沙質(zhì)土壤，有的沙土層下面還有石礫層，漏水漏肥嚴(yán)重，每畝年間耗水量有的甚至高達(dá)2000m³，使灌溉成本大幅提高，也限制了沙荒地的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)。盡管水資源不足，但當(dāng)?shù)刂两袢匀徊捎脗鹘y(tǒng)的溝灌和漫灌方式，不僅浪費(fèi)了水資源，還帶來(lái)了可溶性養(yǎng)分的滲漏和地勢(shì)較低區(qū)域的土壤鹽漬化等不良危害。

此外，黃河中上游地區(qū)的大量取水使下游河道水量減少，在干旱年份經(jīng)常出現(xiàn)斷流現(xiàn)象，給下游地區(qū)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成巨大損失。因此改變灌溉方式，開(kāi)發(fā)節(jié)水技術(shù)，提高水利用率，減少現(xiàn)有的灌溉水用量，對(duì)黃河流域地區(qū)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重大意義。

目前，干旱或半干旱地區(qū)的土壤水消耗主要由三部分構(gòu)成：土壤滲漏失水和地面涇流(占失水的50%以上)、地面蒸發(fā)失水（占20%以上）和植物蒸騰失水。其中土壤滲漏失水（含涇流）和地面蒸發(fā)失水是幾乎沒(méi)有任何生理和生產(chǎn)現(xiàn)實(shí)意義的，是完完全全的浪費(fèi)。而植物的蒸騰也不是100%有意義，通過(guò)一些生物和栽培措施，將蒸騰降低到不影響作物生長(zhǎng)發(fā)育的程度是可行的。因此，相應(yīng)地，節(jié)水的主要途徑有阻斷或減少土壤漏水、地面蒸發(fā)和降低作物蒸騰耗水。

滴灌是全球目前最有效的節(jié)水技術(shù)，可以緩慢地將水分供給給植株根系，可以避免溝灌和漫灌導(dǎo)致的水分深層滲漏，并且土壤濕潤(rùn)面積小，可以有效地減少地面蒸發(fā)。但滴灌需要水質(zhì)清潔，含有泥沙的黃河水會(huì)堵塞滴頭和滴件，難以實(shí)施。即使采用井水等清潔水源，滴灌仍需要過(guò)濾、加壓等復(fù)雜的設(shè)備，滴灌管的價(jià)格也很高，一次性投入高，設(shè)備維護(hù)費(fèi)用高。而且，滴灌必須加壓，要消耗電力，運(yùn)行費(fèi)用也高。

因此，本發(fā)明將提供一種更節(jié)能、更有效、且不受水質(zhì)影響的微灌技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種不用過(guò)濾、不用沉淀、不用更改原有輸水渠、不用耗電、僅利用輸水渠自有的水壓將黃河水等富含泥沙水微噴至作物根部的微灌技術(shù)。

發(fā)明原理

為了降低土壤水消耗，一個(gè)方法是阻斷或減少土壤漏漏。阻斷土壤滲漏的途徑有兩個(gè)：一個(gè)是用塑料膜等不透水的材料隔斷根域土壤與底層土壤、周邊土壤的連系，灌溉水就不能向地下和根域以外的行間滲漏；另一個(gè)是應(yīng)用滴灌等微灌技術(shù)，控制濕潤(rùn)土壤深度和范圍，也可以避免深層滲漏。

另一方法是減少地面蒸發(fā)。減少地面蒸發(fā)的途徑有三個(gè)：一是通過(guò)限制植物根系生長(zhǎng)范圍，灌溉水只濕潤(rùn)植物根域的土壤，蒸發(fā)面積減少，蒸發(fā)量自然就降低了；第二是應(yīng)用滴灌等微灌技術(shù)控制濕潤(rùn)面積，可以減少蒸發(fā)；第三是通過(guò)在地面覆蓋草、地膜、礫石等來(lái)將地面蒸發(fā)降低到最低。

再一個(gè)方法是降低蒸騰耗水。降低蒸騰耗水是進(jìn)一步節(jié)水的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在各種措施中以脅迫灌溉（虧缺灌溉）最具可行性和實(shí)用價(jià)值。就是利用滴灌等節(jié)水技術(shù)，調(diào)控植物根域土壤的濕潤(rùn)程度或干濕交替的頻度，造成植物根系局部或短時(shí)間的輕度水分脅迫，擠掉植物水分的奢侈消耗，降低耗水量。脅迫灌溉在節(jié)水的同時(shí)能夠促進(jìn)光合產(chǎn)物向經(jīng)濟(jì)器官的轉(zhuǎn)移，提高經(jīng)濟(jì)作物產(chǎn)量和品質(zhì)。

本發(fā)明利用原有輸水渠高于種植園地面形成的水壓差，同時(shí)對(duì)微灌系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了利用黃河水等含泥沙水進(jìn)行諸如葡萄等植物的微灌。

此外，本發(fā)明的微灌技術(shù)還與植物控根節(jié)水栽培技術(shù)結(jié)合，進(jìn)一步降低了土壤水消耗。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種微灌系統(tǒng)，用于將含泥沙水或不含泥沙水引流到種植園中并對(duì)種植園中的植物進(jìn)行微灌，其特征在于：

所述微灌系統(tǒng)包括水源和微灌帶，所述微灌帶沿微灌帶的長(zhǎng)度方向設(shè)有多個(gè)溢水微孔；