干旱和极干旱区沙土地地径1cm至4.5cm红枣树井式灌溉方法
【专利摘要】本发明涉及红枣幼树节水灌溉【技术领域】，是一种干旱和极干旱区沙土地地径1cm至4.5cm红枣树井式灌溉方法，该方法按下述步骤进行：第一步，确定种植地径为1cm至4.5cm的红枣树的林木地土壤为干旱和极干旱区的沙土地；第二步，选择带孔竖井管，在每株红枣树侧方的地表面上打一个与带孔竖井管相配的孔，孔的位置距每株红枣树的地表直线距离为5cm至10cm，将带孔竖井管镶入孔中。本发明相对于漫灌灌溉方式节水达到85%至87%、相对于沟灌灌溉方式节水达到65%至69%、相对于常规滴灌灌溉方式节水达到28%至37%，因此本发明不仅能够有效节约水资源，解决地表积水、地表径流、滴头堵塞等相关技术难题，而且有利于红枣熟提高产量和品质，尤其是对干旱、极干旱区来说，节水效率相当客观。
【专利说明】干旱和极干旱区沙土地地径1cm至4. 5cm红枣树井式灌溉 方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及红枣幼树节水灌溉【技术领域】，是一种干旱和极干旱区沙土地地径lcrn 至4. 5cm红枣树井式灌溉方法。
【背景技术】
[0002] 全面实施林业发展战略，更好地发挥林业生态、经济、社会、碳汇和文化五大功能， 是国家的发展战略，植树造林、绿化祖国是国家战略和公民义务与工作范畴，近期内我国每 年将完成新造林600万公顷，每年将完成林木造林(栽植)900亿株以上。中国约三分之一地 区属于干旱、极端干旱区，在干旱和极端干旱地区，林木需要灌溉来保障林木的正常生长发 育，灌溉直接关系到林木的生存和生长和发育，另一方面中国是一个干旱缺水严重的国家， 淡水资源总量为28000亿立方米，占全球水资源的6%，仅次于巴西、俄罗斯和加拿大，居世 界第四位，但人均只有2200立方米，仅为世界平均水平的1 / 4、在世界上名列121位，是全 球13个人均水资源最贫乏的国家之一。因此，水资源短缺的矛盾，对中国可持续发展战略 带来了严重影响，林业节水灌溉已突显出在林业、生态建设体系中的重要地位，是提高和保 障造林成效的重要措施，同时是林业和社会可持续发展的必然要求。中国是红枣的原产国， 也是世界上最大的红枣生产国，近年来红枣种植面积已超过2250万亩，年总产量在4824. 8 万吨以上，占世界麥树种植面积和产量的60%以上，其中红麥种植面积约50%分布于干旱、 极端干旱区，仅新疆环塔里木盆地种植面积超过700万亩，红枣种植由于市场稳定，价格 好、效益高，且红枣是经济和生态兼用树种，所以栽培面积呈现逐年增长的趋势，红枣已成 为经济林中发展面积最大的一个树种，因此进行有效的节水灌溉意义重大。红枣主要栽培 土壤的代表类型是沙土，沙土也是红枣生长最适宜的土壤类型。目前地径为1-4. 5cm的红 枣在培育过程中灌溉通常有3种方式，漫灌方式(约占60%，在保证红枣正常生长的条件下， 每亩每年需水量1800m 3)，沟植沟灌方式(约占30%，在保证红枣正常生长的条件下，每亩每 年需水量765m3)，地面滴灌方式(约占10%，在保证红枣正常生长的条件下，每亩每年需水 量374m 3)。随着社会经济的发展，灌溉节水要求的提高，以及对红枣根系地下空间分布、灌 溉制度、滴灌的土壤湿润模型、灌溉后地下水分的运移规律等等的大量研究，漫灌方式的面 积逐年减少（水利用率很低），地面滴灌面积逐渐增加，在灌溉的大量研究中，地下渗灌这 种灌溉方式是国内外当前追求的一种最为节水的灌溉方式，国内尚没有大面积应用的地下 渗灌成熟技术和配套设备，因为和地面滴灌相比较，地下渗灌不会在地表形成积水和径流， 极大的降低了地表蒸发，从而降低灌溉量达到节水的效果和目的。地下渗灌的技术难点在 于在地下滴头的堵塞问题很难解决，同时由于灌溉量很小，必须直接灌溉到根部，条件又要 保证林木的正常生长，因此地下渗灌必须搞清楚一定径级的红枣根系地下空间分布（因为 红枣的地径(大小）不同，根系的地下空间分布不同）、灌溉后的土壤湿润模型(要求湿润空 间和一定径级的根系自然分布空间相吻合)，是什么土壤类型（因为不同土壤类型，相同的 灌溉水量其湿润空间不同，如沙土大、粘土小，保水能力不同)、灌溉间隔期（因为灌溉量小， 在干旱、极端干旱区，缺水会立即影响林木正常生长，当土壤含水量降到一定数值后必须灌 溉，不同的土壤类型灌溉间隔期不同，如沙土短、粘土时间长)、灌溉后地下水分的运移规律 (因为不同的土壤类型，地下水分的运移规律不同，根系的地下空间分布不同，一定灌溉水 量其湿润空间不同，灌溉间隔期不同）。
【发明内容】
[0003] 本发明提供了一种干旱和极干旱区沙土地地径1cm至4. 5cm红枣树井式灌溉方 法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决干旱和极干旱区沙土地常规漫灌、沟灌和地 面滴灌灌溉方法中水分利用效率低的问题。
[0004] 本发明的技术方案是通过以下措施来实现的：一种干旱和极干旱区沙土地地径 lcm至4. 5cm红麥树井式灌溉方法，按下述步骤进行：第一步，确定种植地径为lcm至4. 5cm 的红枣树的林木地土壤为干旱和极干旱区的沙土地；第二步，选择带孔坚井管，带孔坚井管 包括管体，管体的内径为8cm至10cm、高为18cm至22cm，管体的下端固定有密封板，管体上 间隔分布有出水孔，管体的上部有进水口，管体最上方的出水孔距管体顶部距离为3cm至 6cm，出水孔的孔径为0. lcm至lcm ;第三步，在每株红麥树侧方的地表面上打一个与带孔坚 井管相配的孔，孔的位置距每株红枣树的地表直线距离为5cm至10cm，将带孔坚井管镶入 孔中，保证带孔坚井管高出地面lcm至2cm ;第四步，在该林木地中安装常规的滴灌装置，滴 灌装置对应每株红枣树留一个滴头，每个滴头的出水口分别与第二步安装的带孔坚井管上 端的开口相对应；第五步，进行正常的常规滴管灌溉，滴灌装置每个滴头的流量为l〇L/h至 16L/h，滴灌滴头的水进入带孔坚井管内部，带孔坚井管内的水外渗后直接对红枣树的地下 根系进行灌溉，使土壤湿润区覆盖每株红枣树的根系分布区域。
[0005] 下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进： 上述每次灌溉每株红枣树的灌溉量为60L至90L。
[0006] 上述在全年降水量小于100mm的地区，4月每隔7天至8天灌溉一次，5月每隔5 天至6天灌溉一次，6月至8月每隔4天至5天灌溉一次，9月每隔5天至6天灌溉一次，10 月每隔8天至9天灌溉一次。
[0007] 上述每年停止灌溉后，将带孔坚井管取出，清理带孔坚井管上的根系，将带孔坚井 管上的孔内的根系去除，保证坚井管上孔洞能够正常渗水，以便下次继续使用。
[0008] 本发明相对于漫灌灌溉方式节水达到85%至87%、相对于沟灌灌溉方式节水达到 65%至69%、相对于常规滴灌灌溉方式节水达到28%至37%，因此本发明不仅能够有效节约水 资源，解决地表积水、地表径流、滴头堵塞等相关技术难题，而且有利于红枣熟提高产量和 品质，尤其是对干旱和极干旱区来说，节水效率相当客观。
【具体实施方式】
[0009] 本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体 的实施方式。
[0010] 下面结合实施例对本发明作进一步描述： 实施例1，该干旱和极干旱区沙土地地径lcm至4. 5cm红麥树井式灌溉方法，按下述步 骤进行：第一步，确定种植地径为lcm至4. 5cm的红枣树的林木地土壤为干旱和极干旱区 的沙土地；第二步，选择带孔坚井管，带孔坚井管包括管体，管体的内径为8cm至10cm、高为 18cm至22cm,管体的下端固定有密封板，管体上间隔分布有出水孔，管体的上部有进水口， 管体最上方的出水孔距管体顶部距离为3cm至6cm，出水孔的孔径为0. lcm至lcm ;第三步， 在每株红枣树侧方的地表面上打一个与带孔坚井管相配的孔，孔的位置距每株红枣树的地 表直线距离为5cm至10cm，将带孔坚井管镶入孔中，保证带孔坚井管高出地面lcm至2cm ; 第四步，在该林木地中安装常规的滴灌装置，滴灌装置对应每株红枣树留一个滴头，每个滴 头的出水口分别与第二步安装的带孔坚井管上端的开口相对应；第五步，进行正常的常规 滴管灌溉，滴灌装置每个滴头的流量为l〇L/h至16L/h，滴灌滴头的水进入带孔坚井管内 部，带孔坚井管内的水外渗后直接对红枣树的地下根系进行灌溉，使土壤湿润区覆盖每株 红枣树的根系分布区域。干旱和极干旱区全年的降水量小于1〇〇_。
[0011] 实施例2,该干旱和极干旱区沙土地地径lcm至4. 5cm红枣树井式灌溉方法，按下 述步骤进行：第一步，确定种植地径为lcm或4. 5cm的红枣树的林木地土壤为干旱和极干旱 区的沙土地；第二步，选择带孔坚井管，带孔坚井管包括管体，管体的内径为8cm或10cm、高 为18cm或22cm,管体的下端固定有密封板，管体上间隔分布有出水孔，管体的上部有进水 口，管体最上方的出水孔距管体顶部距离为3cm或6cm，出水孔的孔径为0. lcm或lcm ;第三 步，在每株红枣树侧方的地表面上打一个与带孔坚井管相配的孔，孔的位置距每株红枣树 的地表直线距离为5cm或10cm，将带孔坚井管镶入孔中，保证带孔坚井管高出地面lcm或 2cm ;第四步，在该林木地中安装常规的滴灌装置，滴灌装置对应每株红枣树留一个滴头，每 个滴头的出水口分别与第二步安装的带孔坚井管上端的开口相对应；第五步，进行正常的 常规滴管灌溉，滴灌装置每个滴头的流量为l〇L/h或16L/h，滴灌滴头的水进入带孔坚井管 内部，带孔坚井管内的水外渗后直接对红枣树的地下根系进行灌溉，使土壤湿润区覆盖每 株红枣树的根系分布区域。
[0012] 实施例3,作为上述实施例的优选，每次灌溉每株红枣树的灌溉量为60L至90L。该 灌溉定额湿润区间能满足lcm至4. 5cm红麥根系地下空间分布80%以上。
[0013] 实施例4,作为上述实施例的优选，在全年降水量小于100mm的地区，4月每隔7天 至8天灌溉一次，5月每隔5天至6天灌溉一次，6月至8月每隔4天至5天灌溉一次，9月 每隔5天至6天灌溉一次，10月每隔8天至9天灌溉一次。（全年降水量小于100mm的地 区，即根系核心区即林木树干垂直下方40cm至60cm处的土壤含水量在达到14%至15%时 开始灌溉)。根据红枣根系地下空间分布研究，确定了地径为lcm至4. 5cm的红枣树根系分 布的主要地下空间是：以红麥树为圆心，半径为95cm至110cm，形成的圆面积和地下垂直深 度55cm至65cm的圆柱体地下空间范围内（占自然根系分布的80%至100%)。
[0014] 实施例5,作为上述实施例的优选，每年停止灌溉后，将带孔坚井管取出，清理带孔 坚井管上的根系，将带孔坚井管上的孔内的根系去除，保证坚井管上孔洞能够正常渗水，以 便下次继续使用。
[0015] 对本发明方法进行评价： 地点：新疆阿克苏地区温宿县佳木试验良种基地。
[0016] 品种：灰枣。
[0017] 实施地点环境条件： 试验地地处塔里木盆地北缘，距阿克苏市30km，距离乌鲁木齐市980km。地理位置 (E80° 32'，N41° 15'），海拔1103.8m，实施林地面积为60亩，株行距2m*4m。属大陆性 干旱荒漠气候，其特征是四季分配不均，降水量稀少，昼夜温差大，多大风降温天气，春季较 短，时常有倒春寒现象发生，夏季炎热而干燥，降雨量年际变化大，年均降雨量63. 4_，蒸发 量 2856. 3mm，年均气温 10. 1°C，极端低温-27. 4°C，彡 KTC 积温 2916. 8 °C 至 3198. 6 °C，年 均日照时数2747. 7h，无霜期185天；土壤为沙壤土，PH值8. 51至9. 75,有机质在0. 24%至 1. 62%之间，土壤中厚，呈弱碱性，约为60cm。
[0018] 其中采用本发明实施例6、实施例7和实施例8方法进行灌溉的试验林分别为10 亩；对照林1采用漫灌方式，面积10亩；对照林2采用沟灌方式，面积10亩；对照林3采用 常规地面滴灌，面积10亩；除灌溉方法和灌溉量不同外，60亩红枣园其他管理和经营条件 均相同。
[0019] 实施例6,该干旱和极干旱区沙土地地径1cm至4. 5cm红麥树井式灌溉方法，其 特征在于按下述步骤进行：第一步，确定种植地径为lcm的红枣树的林木地土壤为干旱和 极干旱区的沙土地；第二步，选择带孔坚井管，带孔坚井管包括管体，管体的内径为8cm、高 为18cm，管体的下端固定有密封板，管体上间隔分布有出水孔，管体的上部有进水口，管体 最上方的出水孔距管体顶部距离为3cm，出水孔的孔径为0. lcm，在每株红枣树下方的地表 面上打一个与带孔坚井管相配的孔，孔的位置距每株红枣树的地表直线距离为5cm，将带 孔坚井管镶入孔中，保证带孔坚井管高出地面lcm ;第三步，在该林木地中安装常规的滴灌 装置，滴灌装置对应每株红枣树留一个滴头，每个滴头的出水口分别与第二步安装的带孔 坚井管上端的开口相对应；第四步，进行正常的常规滴管灌溉，滴灌装置每个滴头的流量为 10L/h，灌水时间6小时，每次灌溉每株红枣树的灌溉量为60L，滴灌滴头的水进入带孔坚井 管内部，带孔坚井管内的水外渗后直接对红枣树的地下根系进行灌溉，使土壤湿润区覆盖 每株红枣树的根系分布区域，4月每隔7天灌溉一次，5月每隔5天灌溉一次，6月至8月每 隔4天灌溉一次，9月每隔5天灌溉一次，10月每隔8天灌溉一次。
[0020] 实施例7,该干旱和极干旱区沙土地地径lcm至4. 5cm红枣树井式灌溉方法，其特 征在于按下述步骤进行：第一步，确定种植地径为4. 5cm的红枣树的林木地土壤为干旱和 极干旱区的沙土地；第二步，选择带孔坚井管，带孔坚井管包括管体，管体的内径为l〇cm、 高为22cm，管体的下端固定有密封板，管体上间隔分布有出水孔，管体的上部有进水口，管 体最上方的出水孔距管体顶部距离为6cm，出水孔的孔径为lcm，在每株红枣树下方的地表 面上打一个与带孔坚井管相配的孔，孔的位置距每株红枣树的地表直线距离为l〇cm，将带 孔坚井管镶入孔中，保证带孔坚井管高出地面2cm ;第三步，在该林木地中安装常规的滴灌 装置，滴灌装置对应每株红枣树留一个滴头，每个滴头的出水口分别与第二步安装的带孔 坚井管上端的开口相对应；第四步，进行正常的常规滴管灌溉，滴灌装置每个滴头的流量为 16L/h，灌水时间6小时，每次灌溉每株红枣树的灌溉量为96L，滴灌滴头的水进入带孔坚井 管内部，带孔坚井管内的水外渗后直接对红枣树的地下根系进行灌溉，使土壤湿润区覆盖 每株红枣树的根系分布区域，4月每隔8天灌溉一次，5月每隔6天灌溉一次，6月至8月每 隔5天灌溉一次，9月每隔6天灌溉一次，10月每隔9天灌溉一次。
[0021] 实施例8,该干旱和极干旱区沙土地地径lcm至4. 5cm红枣树井式灌溉方法，其特 征在于按下述步骤进行：第一步，确定种植地径为2. 9cm的红枣树的林木地土壤为干旱和 极干旱区的沙土地；第二步，选择带孔坚井管，带孔坚井管包括管体，管体的内径为l〇cm、 高为20cm，管体的下端固定有密封板，管体上间隔分布有出水孔，管体的上部有进水口，管 体最上方的出水孔距管体顶部距离为5cm，出水孔的孔径为0. 5cm，在每株红枣树下方的地 表面上打一个与带孔坚井管相配的孔，孔的位置距每株红枣树的地表直线距离为l〇cm，方 向统一在树行的正南面，将带孔坚井管镶入孔中，保证带孔坚井管高出地面，lcm;第三步， 在该林木地中安装常规的滴灌装置，滴灌装置对应每株红枣树留一个滴头，每个滴头的出 水口分别与第二步安装的带孔坚井管上端的开口相对应；第四步，进行正常的常规滴管灌 溉，滴灌装置每个滴头的流量为12L/h，灌水时间6小时，每次灌溉每株红枣树的灌溉量为 72L，滴灌滴头的水进入带孔坚井管内部，带孔坚井管内的水外渗后直接对红枣树的地下根 系进行灌溉，使土壤湿润区覆盖每株红枣树的根系分布区域，4月每隔7天灌溉一次，5月 每隔5天灌溉一次，6月至8月每隔4天灌溉一次，9月每隔5天灌溉一次，10月每隔8天灌 溉一次。
[0022] 实施例6、实施例7和实施例8全年分别灌溉42次，每亩全年灌溉总量分别为：实 施例6为237立方米、实施例7为267立方米、实施例8为251立方米，滴灌灌溉设备及安 装成本每亩980元，增加的塑料坚井管和安装人工费120元，带孔坚井管每个成本0. 3元至 0. 5元，每个带孔坚井管安装人工费0. 5元至1元，总体灌溉设备及安装成本每亩1100元， 成本增加10%至15% ; 对照林1全年灌溉6次，每亩每次灌溉300立方米，每亩全年灌溉总量1800立方米，无 灌溉设备及安装成本； 对照林2全年灌溉9次，每亩每次灌溉85立方米，每亩全年灌溉总量765立方米，无灌 溉设备及安装成本； 对照林3全年灌溉47次，滴头流量为16L/h，灌水时间为6h (该灌溉定额湿润区间能 满足2. 9cm红枣根系地下空间分布80%以上)，每亩全年灌溉总量是374立方米，滴灌灌溉 设备及安装成本每亩980元。
[0023] 实施例6相比于对照林1每亩灌溉量减少了 1563立方米、用水量是对照林1的 13%、节水达到87%，相比于对照林2每亩灌溉量减少了 527立方米、用水量是对照林2的 31%、节水达到69%，相比于对照林3每亩灌溉量减少了 137立方米、用水量是对照林3的 63%、节水达到37% ; 实施例7相比于对照林1每亩灌溉量减少了 1533立方米、用水量是对照林1的15%、节 水达到85%，相比于对照林2每亩灌溉量减少了 498立方米、用水量是对照林2的35%、节水 达到65%，相比于对照林3每亩灌溉量减少了 107立方米、用水量是对照林3的72%、节水达 到 28% ; 实施例8相比于对照林1每亩灌溉量减少了 1549立方米、用水量是对照林1的14%、节 水达到86%，相比于对照林2每亩灌溉量减少了 514立方米、用水量是对照林2的33%、节水 达到67%，相比于对照林3每亩灌溉量减少了 123立方米、用水量是对照林3的67%、节水达 到 33% ; 由此可以看出，根据本发明上述实施例方法，本发明方法相对于漫灌灌溉方式节水达 到85%至87%、相对于沟灌灌溉方式节水达到65%至69%、相对于常规滴灌灌溉方式节水达 至IJ 28%至37% ;虽然本发明的方法成本有所增加，但是节水效果明显，水是非可再生资源，本 发明方法能够有效节约水资源，提高水分利用率，方法简单易行，无疑是为人类造福，为有
【权利要求】
1. 一种干旱和极干旱区沙土地地径lcm至4. 5cm红枣树井式灌溉方法，其特征在于按 下述步骤进行：第一步，确定种植地径为lcm至4. 5cm的红枣树的林木地土壤为干旱和极干 旱区的沙土地；第二步，选择带孔坚井管，带孔坚井管包括管体，管体的内径为8cm至10cm、 高为18cm至22cm,管体的下端固定有密封板，管体上间隔分布有出水孔，管体的上部有进 水口，管体最上方的出水孔距管体顶部距离为3cm至6cm,出水孔的孔径为0. lcm至lcm ;第 三步，在每株红枣树侧方的地表面上打一个与带孔坚井管相配的孔，孔的位置距每株红枣 树的地表直线距离为5cm至10cm，将带孔坚井管镶入孔中，保证带孔坚井管高出地面lcm至 2cm ;第四步，在该林木地中安装常规的滴灌装置，滴灌装置对应每株红枣树留一个滴头，每 个滴头的出水口分别与第二步安装的带孔坚井管上端的开口相对应；第五步，进行正常的 常规滴管灌溉，滴灌装置每个滴头的流量为l〇L/h至16L/h，滴灌滴头的水进入带孔坚井管 内部，带孔坚井管内的水外渗后直接对红枣树的地下根系进行灌溉，使土壤湿润区覆盖每 株红枣树的根系分布区域。
2. 根据权利要求1所述的干旱和极干旱区沙土地地径lcm至4. 5cm红枣树井式灌溉方 法，其特征在于每次灌溉每株红枣树的灌溉量为60L至90L。
3. 根据权利要求1或2所述的干旱和极干旱区沙土地地径lcm至4. 5cm红枣树井式灌 溉方法，其特征在于在全年降水量小于100mm的地区，4月每隔7天至8天灌溉一次，5月每 隔5天至6天灌溉一次，6月至8月每隔4天至5天灌溉一次，9月每隔5天至6天灌溉一 次，10月每隔8天至9天灌溉一次。
4. 根据权利要求1或2所述的干旱和极干旱区沙土地地径lcm至4. 5cm红枣树井式灌 溉方法，其特征在于每年停止灌溉后，将带孔坚井管取出，清理带孔坚井管上的根系，将带 孔坚井管上的孔内的根系去除，保证坚井管上孔洞能够正常渗水，以便下次继续使用。
5. 根据权利要求3所述的干旱和极干旱区沙土地地径lcm至4. 5cm红枣树井式灌溉方 法，其特征在于每年停止灌溉后，将带孔坚井管取出，清理带孔坚井管上的根系，将带孔坚 井管上的孔内的根系去除，保证坚井管上孔洞能够正常渗水，以便下次继续使用。
【文档编号】A01G25/06GK104041385SQ201410248824
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年6月6日 优先权日:2014年6月6日
【发明者】李宏, 程平, 张志刚 申请人:新疆林业科学院