一种玉米膜下滴灌节水栽培方法
一种玉米膜下滴灌节水栽培方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及农作物种植领域，具体而言，涉及一种玉米膜下滴灌节水栽培方法。
【背景技术】
[0002] 玉米素有长寿食品的美称，含有丰富的蛋白质、脂肪、维生素、微量元素、纤维素及 多糖等，具有开发高营养、高生物学功能食品的巨大潜力。玉米不仅是人类粮食的主要来 源，已成为一种热门的保健食品，经常出现于餐桌上，并风靡曾经以食物精细著称的欧美世 界。
[0003] 中国作为农业大国，其玉米种植也属支柱产业，尤其张掖地区是全国优质玉米种 子生产基地之一，全市制种玉米种植面积多年稳定在6万公顷，年产优质玉米种子约4. 5亿 公斤，占全国玉米用种量的40%以上，能满足全国1300万公顷生产用玉米种子，已成为全 国最大的制种玉米生产基地。然而普遍的栽培方法过程中，灌水以及施肥操作并没有形成 统一的操作标准，尤其灌水多采用大水漫灌的模式，这种灌溉模式导致农业用水的比例偏 高，严重制约了资源效益的提高，而且灌水过多还会影响到玉米的长势以及产量。
[0004] 有鉴于此，特提出本发明。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种玉米膜下滴灌节水栽培方法，所述的玉米的栽培方法 具有节水、节肥、玉米长势良好以及增产等优点。
[0006] 为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
[0007] 本发明实施例提供了一种玉米膜下滴灌节水栽培方法，包括如下步骤：(A)布设 好滴灌管后进行耕整地，然后覆地膜并播种；
[0008] (B)施基底肥后，在玉米生长期间采用膜下滴灌方式灌溉多次并追肥多次；
[0009] (C)待玉米成熟，采收即可；
[0010] 其中，采用膜下滴灌方式进行灌溉的灌水定额满足如下公式：
[0011] m = 0.1 X y XzXPX ( 0 max-0 min)/ n (1)
[0012] m-设计灌水定额mm ;
[0013] y - 土壤容重 g/cm3,为 1. 4-1. 45g/cm3;
[0014] z-计划土壤湿润层深度m，为0? 35-0. 45m ;
[0015] P-湿润比 ％，为 60-70 % ;
[0016] 0 max-适宜土壤含水率上限，为最大持水量的90-92% ;
[0017] 9 min-适宜土壤含水率下限，为最大持水量的70-72% ;
[0018] n_灌溉水利用系数，为〇? 9-0. 95。
[0019] 现有技术中，一般是采用大水漫灌的方式对作物进行灌水，但是这种灌溉方式由 于浇于作物上的水分不能很好的为其根系所吸收，因此只有加大量灌溉才能满足作物的正 常生长，不仅浪费资源而且违背低碳环保、节约水资源的倡导原则，另外如果灌水过多会制 约肥效对作物的影响，进而影响到玉米的长势以及产量。
[0020] 本发明为了解决上述问题发明了一种针对玉米膜下滴灌节水的栽培方法，颠覆了 传统的浇灌模式，而且这种滴灌方法通过预先理论计算出其用水量，为其整个浇灌流程制 定了统一的标准。灌水定额需要严格按照上述公式进行预估，其中Z-计划土壤湿润层深度 这个参数最好在35-45cm之间，因为如果润湿度过深会造成水资源浪费，而且也不会有益 于作物的进一步生长，如果润湿层的深度过浅又会没有提供足够量的水分，影响作物的正 常生长。因此其适宜的范围在35-45cm之间，更优的为45cm，同样其他参数也是根据实际 种玉米的生长情况优化出的比较理想的范围，因此进一步的该公式中最佳取值组合为：Y 为1. 41g/cm3, z为0? 45m，P为60%，0 max为最大持水量的90%，0 min为最大持水量的 70%，n为0.9,在这个条件下算出的灌水定额为50. 76mm，即33. 84m3/亩，此为最佳灌水 定额，此灌水定额为作物需水高峰期的值。
[0021] 本发明中，采用膜下滴灌方式进行灌溉的灌水周期最好满足如下公式：T = (m/ Ea) X q (2)
[0022] m-设计灌水定额mm ;
[0023] T-设计灌水周期d;
[0024] Ea_ 设计耗水强度 mm/d，为 2_3mm/d ;
[0025] n -灌溉水利用系数，为〇? 9-0. 95。
[0026] 其中，灌水定额采用公式（1)中计算出的数值即可，灌水周期为整个作物生长期 间两次灌水的间隔时间，其具体参数的取值范围均是根据玉米的生长情况优化出的比较理 想的范围，较优的，Ea为3, n为0.9,在这个取值条件下灌水周期为15天，也就是说两次灌 水的间隔最好为15天。
[0027] 另外，采用膜下滴灌方式进行灌溉的一次灌水延续时间满足如下公式：t = (mX Se X Sr) / qd (3)
[0028] m-设计灌水定额mm ;
[0029] t- 一次灌水延续时间h ;
[0030] qd-设计滴头流量 L/h，为 2. 4-2. 5L/h ;
[0031] Se-设计毛管的滴头间距m，为0? 3-0. 4m ;
[0032] Sr-设计毛管间距m，为0? 9-1. lm。
[0033] 其中，设计毛管的滴头间距是指进行滴灌时两个滴头之间的距离，一般控制在 0. 3-0. 4m之间，毛管间距是指滴灌时管路之间的距离，一般控制在0. 9-1. lm之间，较优的， qd为2. 4L/h，Se为0. 3m，Sr为1. lm，在这个较优范围条件下计算出一次灌水延续时间为7 小时，说明每次灌水时延续的时间7小时为最佳。
[0034] 在灌水定额、灌水周期以及一次灌水延续时间均优化出较优的范围后，一般玉米 的生长周期在120天左右，那么在整个生长周期过程中总共灌溉的次数为7-8次，灌溉的总 量控制在250-320m3,最优的灌溉次数为8次，灌溉总量为270. 72m3/亩，较现有技术采用大 水漫灌的方式一般都需要400m3/亩的水量，在水资源上做到很大程度的节约。
[0035] 本发明中，这8次的灌水最好分别为拔节时期灌水1次、小喇叭口时期灌水1次、 大喇叭口时期灌水1次、抽雄时期灌水1次、抽雄结束后时期灌水1次、灌浆时期灌水1次、 腊熟时期灌水2次。为了充分体现水肥一体化，本发明在追肥的过程中将肥料溶解于膜下 滴灌的灌溉水中，这样在浇灌的过程中同样实现了追肥，追肥的次数一般为2-3次，较优的 为3次，分别为拔节时期追拔节肥，大喇叭口时期追穗肥以及抽雄结束后时期追粒肥。
[0036] 进一步的，实际操作时是将水从肥罐中穿过，这样水流的流动会带动肥料一起渗 入土壤中，从而达到水肥一体化的目的。
[0037] 最后，为了克服由于钾肥、磷肥不易溶于水中在后续追肥的过程中不易施用于土 壤中的问题，本发明创造性的在施用基底肥时使用了缓控肥，即所施的基底肥为农家有机 肥、缓控肥、磷肥以及钾肥的混合物；其中磷肥为磷二胺，钾肥为硫酸钾以及硫酸锌中的一 种或两种的混合物，缓控肥可以使肥料养分释放速率缓慢，释放期较长，在作物的整个生长 期都可以满足作物生长所需肥料，因此在后续追肥过程中，只需要追用尿素，而不需要再追 磷肥以及钾肥，即可。
[0038] 与现有技术相比，本发明的有益效果为：
[0039] (1)本发明针对玉米特定的生长周期以及生长过程制定了膜下滴灌节水栽培方 法，颠覆了传统的浇灌模式，而且这种滴灌方法通过预先理论计算出其用水量，为其整个浇 灌流程制定了统一的标准；
[0040] (2)本发明的灌水定额、灌水周期以及一次灌水延续时间均优化出较优的数值范 围，并且给出了最优值，使得玉米膜下滴灌节水栽培方法有了可参考的依据，便于大范围推 广使用本发明的栽培方法进行栽培玉米，从而达到节水高产的目的；
[0041] (3)本发明的栽培方法实现了水肥一体化，以及优化了追肥的具体次数与具体时 机，使得通过本发明的栽培方法在节水的同时，还能达到节肥以及充分利用肥效，使得作物 长势以及产量更优的功效。
[0042] (4)本发明在施用基底肥时创造性地施用了缓控肥，可以使肥料养分释放速率缓 慢，释放期较长，在作物的整个生长期都可以满足作物生长所需肥料，因此在后续追肥过程 中，只需要追用尿素，而不需要再追磷肥以及钾肥。
【具体实施方式】
[0043] 下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会 理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体 条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为 可以通过市售购买获得的常规产品。
[0044] 实施例1
[0045] 玉米膜下滴灌节水栽培方法如下：
[0046] 1)先进行滴灌系统的设计以及布设好滴灌管，具体步骤如下：
[0047] 控制面积的确定：设计时应该首先进行水量平衡计算，以确定合理的控制面积。水 源为机井时，应根据机井出流量确定最大可能的控制面积。水源为河、塘、水渠时，应同时考 虑水源水量和经济两方面的因素确定最佳控制面积，根据以往设计经验，较为经济的控制 面积为66. 7公顷（1000亩），最好不要超过100公顷（1500亩），而且大多数是灌溉单一作 物。
[0048] 管网规划布置步骤：a根据地形条件分析确定管网类型；b确定给水栓和出地管的 适宜位置；c按管道总长度最短原则，确定管网中各级管道的走向与长度；d在纵断面图上 标注各级管道粧号、高程、给水装置、保护设施、连接管件及附属建筑物的位置；e对各级管 道、管件、给水装置等，列表分类统计。
[0049] 滴灌系统设计：滴灌系统的设计是以滴灌工程总体规划为基础进行的，其内容包 括系统的布置，系统及各级管道设计流量的确定，管网的水力计算，以及泵站、沉淀池、首部 的设计等，写出设计说明书，提出工程材料、设备及预算清单、施工和运行管理要求。
[0050] 滴灌系统的布置通常是在地形图上作初步的布置，然后将初步布置方案带到实地 与实际地形做对照，并进行必要的修正。滴灌系统的布置所用的地形图比例一般为1/500- 1/1000。在灌区很小的情况下也可以在实际地形上进行布置，但应绘制滴灌系统布置示意 图。
[0051] 管网水利计算及设计：a.滴灌带的选型：毛管的设计，就是选择滴灌带型号，确定 其长度，计算水头损失。应根据不同的土壤性质、作物种类，选择合理型号的滴灌带。不同 类型土壤，其水的垂直入渗能力和横向扩散能力不同，砂性土壤应选择滴头流量大，间距小 的滴灌带，粘性土壤应选择滴头流量小，间距大的滴灌带。
[0052] b.水平毛管极限滴头个数的确定
[0054] 式中：Nm-一毛管的极限分流孔数；
[0055] [ A h2]--毛管的允许水头差，m，[ A h2] = 0 2[ A h]，0 2应经过技术经济比较 确定，对于平地02可取0. 55 ;
[0056] [Ah]--灌水小区允许水头差m ;
[0057] d--毛管内径mm;
[0058] k--水头损失扩大系数，一般为1. 1~1. 2 ;
[0059] qd--滴头设计流量L/h。
[0060] C?确定毛管极限长度（Lm)
[0061] Lm = NmX Se
[0062] 根据毛管极限长度及条田的实际情况可确定毛管的实际铺设长度。
[0063] d.确定毛管 的沿程水头损失h
[0065] 式中：f、m、b-一分别为摩阻系数，流量指数和管径系数，可由表查得；
[0066] N--出水孔个数；
[0067] S0一一进口至首孔的间距，m。
[0068] f确定毛管局部水头损失
[0069] 当参数缺乏时，毛管局部水头损失可按沿程水头损失的10% -20%计算。
[0070] 干管的设计：干管的设计任务是按最不利的管线从下而上，自远而近计算水头损 失及向各个支管输送的流量和支管的工作压力，来选择干管各管段长度、管径和公称压力。 干管水头损失的计算公式与支管相同，其各管段管径应根据运行费用和一次性投资，进行 技术经济比较确定。也可按支管经济管径的计算方法进行确定。
[0071] 2)耕整地、然后播种并覆地膜：先进行耕地，包括深松、翻土、除灭茬等操作，耕 地后进行整地，即耕后播前对表层（耕层）土壤进行的松碎、起垅、平整、镇压等作业，最 后整地完成后，覆地膜，应在地膜下突然耕层表面5cm-7cm 土层温度稳定通过7°C时，即 可播种，按照行距130cm-14〇Cm，以垅台中心线为准，向左右两侧等距延伸。两垅间行距 92cm-100cm。形成宽窄行的种植行距进行播种。
[0072] 3)施用基底肥后采用膜下滴灌方式灌溉7-8次，并追肥2-3次后，待玉米成熟即可 米收；
[0073] 其中，膜下滴灌方式进行灌溉的灌水定额满足如下公式：
[0074] m = 0.1 X y XzXPX ( 0 max-0 min)/ n
[0075] m-设计灌水定额mm ;
[0076] y - 土壤容重 g/cm3,为 1. 4-1. 45g/cm3;
[0077] z_计划土壤湿润层深度m，为0. 35-0. 45m ;
[0078] P-湿润比 ％，为 60-70 % ;
[0079] 0 max-适宜土壤含水率上限，为最大持水量的90-92% ;
[0080] 0 min-适宜土壤含水率下限，为最大持水量的70-72% ;
[0081] n -灌溉水利用系数，为〇? 9-0. 95 ;
[0082] 采用膜下滴灌方式进行灌溉的灌水周期满足如下公式：
[0083] T = (m/Ea) X q
[0084] m-设计灌水定额mm ;
[0085] T-设计灌水周期d ;
[0086] Ea_ 设计耗水强度 mm/d，为 2_3mm/d ;
[0087] n _灌溉水利用系数，为〇? 9-0. 95 ;
[0088] 采用膜下滴灌方式进行灌溉的一次灌水延续时间满足如下公式：
[0089] t= (mXSeXSr)/qd
[0090] m-设计灌水定额mm ;
[0091] t- 一次灌水延续时间h ;
[0092] qd-设计滴头流量 L/h，为 2. 4-2. 5L/h ;
[0093] Se-设计毛管的滴头间距m，为0? 3-0. 4m ;
[0094] Sr-设计毛管间距m，为0? 9-1. lm ;
[0095] 通过计算采用膜下滴灌方式进行灌溉的总量控制在250-320m3/亩。
[0096] 实施例2
[0097] 1)与本发明实施例1中的步骤1)相同；
[0098] 2)与本发明实施例1中的步骤2)相同；
[0099] 3)先施用基底肥，即每亩施有机肥1800kg，缓控肥30kg，磷二铵23kg，硫酸钾 37kg，硫酸锌1-1. 5kg后，采用膜下滴灌方式灌溉8次，分别为拔节时期灌水1次、小喇叭口 时期灌水1次、大喇叭口时期灌水1次、抽雄时期灌水1次、抽雄结束后时期灌水1次、灌浆 时期灌水1次、腊熟时期灌水2次；并追肥3次，分别为拔节时期追拔节肥，大喇叭口时期追 穗肥以及抽雄结束后时期追粒肥，每次追肥将水从肥罐中穿过，以使肥料溶解于膜下滴灌 的灌溉水中实现水肥一体化，最后待玉米成熟即可采收；
[0100] 其中，膜下滴灌方式进行灌溉的灌水定额满足如下公式：
[0101] m = 0.1 X y XzXPX ( 0 max-0 min)/ n
[0102] m-设计灌水定额mm ;
[0103] y _ 土壤容重 g/cm3,为 1. 41g/cm3;
[0104] z-计划土壤湿润层深度m，为0? 45m ;
[0105] P_ 湿润比 ％，为 60 % ;
[0106] 9 max-适宜土壤含水率上限，为最大持水量的90% ;
[0107] 9 min-适宜土壤含水率下限，为最大持水量的70% ;
[0108] n _灌溉水利用系数，为〇? 9 ;
[0109] 通过计算得到设计灌水定额为50. 76mm，即33. 84m3/亩；
[0110] 采用膜下滴灌方式进行灌溉的灌水周期满足如下公式：
[0111] T = (m/Ea) X q
[0112] m-设计灌水定额mm ;
[0113] T-设计灌水周期d;
[0114] Ea_设计耗水强度mm/d，为3mm/d ;
[0115] n_灌溉水利用系数，为〇. 9 ;
[0116] 通过计算得到最佳灌水周期为15d ;
[0117] 采用膜下滴灌方式进行灌溉的一次灌水延续时间满足如下公式：
[0118] t= (mXSeXSr)/qd
[0119] m-设计灌水定额mm ;
[0120] t- 一次灌水延续时间h ;
[0121] qd-设计滴头流量L/h，为2. 4L/h ;
[0122] Se-设计毛管的滴头间距m，为0? 3m ;
[0123] Sr-设计毛管间距m，为1. lm ;
[0124] 通过计算得到一次灌水最佳延续时间为7小时，整个玉米生长周期内灌溉的总量 为 270. 72m3/亩。
[0125] 比较例1
[0126] 采用申请号为20091075454. 1的专利中的玉米栽培方法进行栽培玉米，整个生长 周期浇水总量达405m3/亩。
[0127] 实验例1
[0128] 将本发明实施例与比较例1中的灌水量与产量的关系进行实验后，得出如下数 据，具体见下表1 :
[0129] 表1产量与灌溉水量的关系
[0130]
[0131] 从表1中可以看出，其中第4竖行对应着本发明的最佳实施例2,最后一竖行对应 着比较例1，而前三竖行为了了解产量与灌溉水量的关系而设计的平行实验，具体实施方法 与实施例2相同，只是灌溉水量不同，那么从上表中也可以清晰的看出，采用本发明的节水 栽培方法可以提高产量，但是灌溉水量过多或者过少其产量也会相应的降低，因此最好控 制在适宜的范围内比较好。
[0132] 尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，在不背离本发明的 精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中 包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。
【主权项】
1. 一种玉米膜下滴灌节水栽培方法，其特征在于，包括如下步骤： (A) 布设好滴灌管后进行耕整地，然后覆地膜并播种； (B) 施基底肥后，在玉米生长期间采用膜下滴灌方式灌溉多次并追肥多次； (C) 待玉米成熟，采收即可； 其中，采用膜下滴灌方式进行灌溉的灌水定额满足公式（1):m= 0.lXyXzXPX(0max- 0min) /n (I) m为设计灌水定额mm;y为土壤容重g/cm3,为I. 4-1. 45g/cm3; z为计划土壤湿润层深度m，为0? 35-0. 45m; P为湿润比％，为60-70% ; 0max为适宜土壤含水率上限，为最大持水量的90-92% ; 0min为适宜土壤含水率下限，为最大持水量的70-72% ;n为灌溉水利用系数，为〇. 9-0. 95。2. 根据权利要求1所述的一种玉米膜下滴灌节水栽培方法，其特征在于，Y为I. 41g/ cm3,z为0.45m，P为60%，0max为最大持水量的90%，0min为最大持水量的70%，n为 0? 9 〇3. 根据权利要求2所述的一种玉米膜下滴灌节水栽培方法，其特征在于，所述步骤（B) 中，采用膜下滴灌方式进行灌溉的灌水周期满足公式（2): T= (m/Ea)Xq (2) M为设计灌水定额mm; T为设计灌水周期d; Ea为设计耗水强度mm/d，为2-3mm/d;n为灌溉水利用系数，为〇. 9-0. 95。4. 根据权利要求3所述的一种玉米膜下滴灌节水栽培方法，其特征在于，Ea为3,n为 0? 9 〇5. 根据权利要求4所述的一种玉米膜下滴灌节水栽培方法，其特征在于，所述步骤（B) 中，采用膜下滴灌方式进行灌溉的一次灌水延续时间满足公式（3): t= (mXSeXSr)/qd (3) m为设计灌水定额mm;t为一次灌水延续时间h; qd为设计滴头流量L/h，为2. 4-2. 5L/h; Se为设计毛管的滴头间距m，为0? 3-0. 4m; Sr为设计毛管间距m，为0? 9-1.lm。6. 根据权利要求5所述的一种玉米膜下滴灌节水栽培方法，其特征在于，qd为2. 4L/ h，Se为 0? 3m，Sr为I.lm。7. 根据权利要求6所述的一种玉米膜下滴灌节水栽培方法，其特征在于，所述步骤（B) 中，采用膜下滴灌方式进行灌溉的总量控制在250-320m3/亩，灌溉的次数为7-8次。8. 根据权利要求7所述的一种玉米膜下滴灌节水栽培方法，其特征在于，灌水的次数 为8次，分别为拔节时期灌水1次、小喇叭口时期灌水1次、大喇叭口时期灌水1次、抽雄时 期灌水1次、抽雄结束后时期灌水1次、灌浆时期灌水1次、腊熟时期灌水2次。9. 根据权利要求8所述的一种玉米膜下滴灌节水栽培方法，其特征在于，追肥的次数 为2-3次，且追肥是将肥料溶解于膜下滴灌的灌溉水中； 优选地，追肥的次数为3次，分别为拔节时期追拔节肥，大喇叭口时期追穗肥以及抽雄 结束后时期追粒肥。10. 根据权利要求9所述的一种玉米膜下滴灌节水栽培方法，其特征在于，所述步骤 (B)中，所施的基底肥为农家有机肥、缓控肥、磷肥以及钾肥的混合物；其中磷肥为磷二胺， 钾肥为硫酸钾以及硫酸锌中的一种或两种的混合物。
【专利摘要】本发明提供了玉米节水栽培方法，包括：布设好滴灌管后进行耕整地，覆地膜并播种；施基底肥后，在玉米生长期间采用膜下滴灌方式灌溉多次并追肥多次；待玉米成熟，采收即可；灌水定额满足如下公式：m＝0.1×γ×z×P×(θmax-θmin)/ηm-设计灌水定额mm；γ-土壤容重g/cm3，为1.4-1.45g/cm3；z-计划土壤湿润层深度m，为0.35-0.45m；P-湿润比％，为60-70％；θmax-适宜土壤含水率上限，为最大持水量的90-92％；θmin-适宜土壤含水率下限，为最大持水量的70-72％；η-灌溉水利用系数，为0.9-0.95。栽培方法节水而且玉米产量高。
【IPC分类】A01G1/00, A01G25/00, A01C21/00
【公开号】CN104904457
【申请号】CN201510252774
【发明人】刘建勋, 郑荣, 李长江, 缪纯庆, 王娟
【申请人】张掖市农业科学研究院
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年5月15日
【技术领域】
[0001] 本发明涉及农作物种植领域，具体而言，涉及一种玉米膜下滴灌节水栽培方法。
【背景技术】
[0002] 玉米素有长寿食品的美称，含有丰富的蛋白质、脂肪、维生素、微量元素、纤维素及 多糖等，具有开发高营养、高生物学功能食品的巨大潜力。玉米不仅是人类粮食的主要来 源，已成为一种热门的保健食品，经常出现于餐桌上，并风靡曾经以食物精细著称的欧美世 界。
[0003] 中国作为农业大国，其玉米种植也属支柱产业，尤其张掖地区是全国优质玉米种 子生产基地之一，全市制种玉米种植面积多年稳定在6万公顷，年产优质玉米种子约4. 5亿 公斤，占全国玉米用种量的40%以上，能满足全国1300万公顷生产用玉米种子，已成为全 国最大的制种玉米生产基地。然而普遍的栽培方法过程中，灌水以及施肥操作并没有形成 统一的操作标准，尤其灌水多采用大水漫灌的模式，这种灌溉模式导致农业用水的比例偏 高，严重制约了资源效益的提高，而且灌水过多还会影响到玉米的长势以及产量。
[0004] 有鉴于此，特提出本发明。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种玉米膜下滴灌节水栽培方法，所述的玉米的栽培方法 具有节水、节肥、玉米长势良好以及增产等优点。
[0006] 为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
[0007] 本发明实施例提供了一种玉米膜下滴灌节水栽培方法，包括如下步骤：(A)布设 好滴灌管后进行耕整地，然后覆地膜并播种；
[0008] (B)施基底肥后，在玉米生长期间采用膜下滴灌方式灌溉多次并追肥多次；
[0009] (C)待玉米成熟，采收即可；
[0010] 其中，采用膜下滴灌方式进行灌溉的灌水定额满足如下公式：
[0011] m = 0.1 X y XzXPX ( 0 max-0 min)/ n (1)
[0012] m-设计灌水定额mm ;
[0013] y - 土壤容重 g/cm3,为 1. 4-1. 45g/cm3;
[0014] z-计划土壤湿润层深度m，为0? 35-0. 45m ;
[0015] P-湿润比 ％，为 60-70 % ;
[0016] 0 max-适宜土壤含水率上限，为最大持水量的90-92% ;
[0017] 9 min-适宜土壤含水率下限，为最大持水量的70-72% ;
[0018] n_灌溉水利用系数，为〇? 9-0. 95。
[0019] 现有技术中，一般是采用大水漫灌的方式对作物进行灌水，但是这种灌溉方式由 于浇于作物上的水分不能很好的为其根系所吸收，因此只有加大量灌溉才能满足作物的正 常生长，不仅浪费资源而且违背低碳环保、节约水资源的倡导原则，另外如果灌水过多会制 约肥效对作物的影响，进而影响到玉米的长势以及产量。
[0020] 本发明为了解决上述问题发明了一种针对玉米膜下滴灌节水的栽培方法，颠覆了 传统的浇灌模式，而且这种滴灌方法通过预先理论计算出其用水量，为其整个浇灌流程制 定了统一的标准。灌水定额需要严格按照上述公式进行预估，其中Z-计划土壤湿润层深度 这个参数最好在35-45cm之间，因为如果润湿度过深会造成水资源浪费，而且也不会有益 于作物的进一步生长，如果润湿层的深度过浅又会没有提供足够量的水分，影响作物的正 常生长。因此其适宜的范围在35-45cm之间，更优的为45cm，同样其他参数也是根据实际 种玉米的生长情况优化出的比较理想的范围，因此进一步的该公式中最佳取值组合为：Y 为1. 41g/cm3, z为0? 45m，P为60%，0 max为最大持水量的90%，0 min为最大持水量的 70%，n为0.9,在这个条件下算出的灌水定额为50. 76mm，即33. 84m3/亩，此为最佳灌水 定额，此灌水定额为作物需水高峰期的值。
[0021] 本发明中，采用膜下滴灌方式进行灌溉的灌水周期最好满足如下公式：T = (m/ Ea) X q (2)
[0022] m-设计灌水定额mm ;
[0023] T-设计灌水周期d;
[0024] Ea_ 设计耗水强度 mm/d，为 2_3mm/d ;
[0025] n -灌溉水利用系数，为〇? 9-0. 95。
[0026] 其中，灌水定额采用公式（1)中计算出的数值即可，灌水周期为整个作物生长期 间两次灌水的间隔时间，其具体参数的取值范围均是根据玉米的生长情况优化出的比较理 想的范围，较优的，Ea为3, n为0.9,在这个取值条件下灌水周期为15天，也就是说两次灌 水的间隔最好为15天。
[0027] 另外，采用膜下滴灌方式进行灌溉的一次灌水延续时间满足如下公式：t = (mX Se X Sr) / qd (3)
[0028] m-设计灌水定额mm ;
[0029] t- 一次灌水延续时间h ;
[0030] qd-设计滴头流量 L/h，为 2. 4-2. 5L/h ;
[0031] Se-设计毛管的滴头间距m，为0? 3-0. 4m ;
[0032] Sr-设计毛管间距m，为0? 9-1. lm。
[0033] 其中，设计毛管的滴头间距是指进行滴灌时两个滴头之间的距离，一般控制在 0. 3-0. 4m之间，毛管间距是指滴灌时管路之间的距离，一般控制在0. 9-1. lm之间，较优的， qd为2. 4L/h，Se为0. 3m，Sr为1. lm，在这个较优范围条件下计算出一次灌水延续时间为7 小时，说明每次灌水时延续的时间7小时为最佳。
[0034] 在灌水定额、灌水周期以及一次灌水延续时间均优化出较优的范围后，一般玉米 的生长周期在120天左右，那么在整个生长周期过程中总共灌溉的次数为7-8次，灌溉的总 量控制在250-320m3,最优的灌溉次数为8次，灌溉总量为270. 72m3/亩，较现有技术采用大 水漫灌的方式一般都需要400m3/亩的水量，在水资源上做到很大程度的节约。
[0035] 本发明中，这8次的灌水最好分别为拔节时期灌水1次、小喇叭口时期灌水1次、 大喇叭口时期灌水1次、抽雄时期灌水1次、抽雄结束后时期灌水1次、灌浆时期灌水1次、 腊熟时期灌水2次。为了充分体现水肥一体化，本发明在追肥的过程中将肥料溶解于膜下 滴灌的灌溉水中，这样在浇灌的过程中同样实现了追肥，追肥的次数一般为2-3次，较优的 为3次，分别为拔节时期追拔节肥，大喇叭口时期追穗肥以及抽雄结束后时期追粒肥。
[0036] 进一步的，实际操作时是将水从肥罐中穿过，这样水流的流动会带动肥料一起渗 入土壤中，从而达到水肥一体化的目的。
[0037] 最后，为了克服由于钾肥、磷肥不易溶于水中在后续追肥的过程中不易施用于土 壤中的问题，本发明创造性的在施用基底肥时使用了缓控肥，即所施的基底肥为农家有机 肥、缓控肥、磷肥以及钾肥的混合物；其中磷肥为磷二胺，钾肥为硫酸钾以及硫酸锌中的一 种或两种的混合物，缓控肥可以使肥料养分释放速率缓慢，释放期较长，在作物的整个生长 期都可以满足作物生长所需肥料，因此在后续追肥过程中，只需要追用尿素，而不需要再追 磷肥以及钾肥，即可。
[0038] 与现有技术相比，本发明的有益效果为：
[0039] (1)本发明针对玉米特定的生长周期以及生长过程制定了膜下滴灌节水栽培方 法，颠覆了传统的浇灌模式，而且这种滴灌方法通过预先理论计算出其用水量，为其整个浇 灌流程制定了统一的标准；
[0040] (2)本发明的灌水定额、灌水周期以及一次灌水延续时间均优化出较优的数值范 围，并且给出了最优值，使得玉米膜下滴灌节水栽培方法有了可参考的依据，便于大范围推 广使用本发明的栽培方法进行栽培玉米，从而达到节水高产的目的；
[0041] (3)本发明的栽培方法实现了水肥一体化，以及优化了追肥的具体次数与具体时 机，使得通过本发明的栽培方法在节水的同时，还能达到节肥以及充分利用肥效，使得作物 长势以及产量更优的功效。
[0042] (4)本发明在施用基底肥时创造性地施用了缓控肥，可以使肥料养分释放速率缓 慢，释放期较长，在作物的整个生长期都可以满足作物生长所需肥料，因此在后续追肥过程 中，只需要追用尿素，而不需要再追磷肥以及钾肥。
【具体实施方式】
[0043] 下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会 理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体 条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为 可以通过市售购买获得的常规产品。
[0044] 实施例1
[0045] 玉米膜下滴灌节水栽培方法如下：
[0046] 1)先进行滴灌系统的设计以及布设好滴灌管，具体步骤如下：
[0047] 控制面积的确定：设计时应该首先进行水量平衡计算，以确定合理的控制面积。水 源为机井时，应根据机井出流量确定最大可能的控制面积。水源为河、塘、水渠时，应同时考 虑水源水量和经济两方面的因素确定最佳控制面积，根据以往设计经验，较为经济的控制 面积为66. 7公顷（1000亩），最好不要超过100公顷（1500亩），而且大多数是灌溉单一作 物。
[0048] 管网规划布置步骤：a根据地形条件分析确定管网类型；b确定给水栓和出地管的 适宜位置；c按管道总长度最短原则，确定管网中各级管道的走向与长度；d在纵断面图上 标注各级管道粧号、高程、给水装置、保护设施、连接管件及附属建筑物的位置；e对各级管 道、管件、给水装置等，列表分类统计。
[0049] 滴灌系统设计：滴灌系统的设计是以滴灌工程总体规划为基础进行的，其内容包 括系统的布置，系统及各级管道设计流量的确定，管网的水力计算，以及泵站、沉淀池、首部 的设计等，写出设计说明书，提出工程材料、设备及预算清单、施工和运行管理要求。
[0050] 滴灌系统的布置通常是在地形图上作初步的布置，然后将初步布置方案带到实地 与实际地形做对照，并进行必要的修正。滴灌系统的布置所用的地形图比例一般为1/500- 1/1000。在灌区很小的情况下也可以在实际地形上进行布置，但应绘制滴灌系统布置示意 图。
[0051] 管网水利计算及设计：a.滴灌带的选型：毛管的设计，就是选择滴灌带型号，确定 其长度，计算水头损失。应根据不同的土壤性质、作物种类，选择合理型号的滴灌带。不同 类型土壤，其水的垂直入渗能力和横向扩散能力不同，砂性土壤应选择滴头流量大，间距小 的滴灌带，粘性土壤应选择滴头流量小，间距大的滴灌带。
[0052] b.水平毛管极限滴头个数的确定
[0054] 式中：Nm-一毛管的极限分流孔数；
[0055] [ A h2]--毛管的允许水头差，m，[ A h2] = 0 2[ A h]，0 2应经过技术经济比较 确定，对于平地02可取0. 55 ;
[0056] [Ah]--灌水小区允许水头差m ;
[0057] d--毛管内径mm;
[0058] k--水头损失扩大系数，一般为1. 1~1. 2 ;
[0059] qd--滴头设计流量L/h。
[0060] C?确定毛管极限长度（Lm)
[0061] Lm = NmX Se
[0062] 根据毛管极限长度及条田的实际情况可确定毛管的实际铺设长度。
[0063] d.确定毛管 的沿程水头损失h
[0065] 式中：f、m、b-一分别为摩阻系数，流量指数和管径系数，可由表查得；
[0066] N--出水孔个数；
[0067] S0一一进口至首孔的间距，m。
[0068] f确定毛管局部水头损失
[0069] 当参数缺乏时，毛管局部水头损失可按沿程水头损失的10% -20%计算。
[0070] 干管的设计：干管的设计任务是按最不利的管线从下而上，自远而近计算水头损 失及向各个支管输送的流量和支管的工作压力，来选择干管各管段长度、管径和公称压力。 干管水头损失的计算公式与支管相同，其各管段管径应根据运行费用和一次性投资，进行 技术经济比较确定。也可按支管经济管径的计算方法进行确定。
[0071] 2)耕整地、然后播种并覆地膜：先进行耕地，包括深松、翻土、除灭茬等操作，耕 地后进行整地，即耕后播前对表层（耕层）土壤进行的松碎、起垅、平整、镇压等作业，最 后整地完成后，覆地膜，应在地膜下突然耕层表面5cm-7cm 土层温度稳定通过7°C时，即 可播种，按照行距130cm-14〇Cm，以垅台中心线为准，向左右两侧等距延伸。两垅间行距 92cm-100cm。形成宽窄行的种植行距进行播种。
[0072] 3)施用基底肥后采用膜下滴灌方式灌溉7-8次，并追肥2-3次后，待玉米成熟即可 米收；
[0073] 其中，膜下滴灌方式进行灌溉的灌水定额满足如下公式：
[0074] m = 0.1 X y XzXPX ( 0 max-0 min)/ n
[0075] m-设计灌水定额mm ;
[0076] y - 土壤容重 g/cm3,为 1. 4-1. 45g/cm3;
[0077] z_计划土壤湿润层深度m，为0. 35-0. 45m ;
[0078] P-湿润比 ％，为 60-70 % ;
[0079] 0 max-适宜土壤含水率上限，为最大持水量的90-92% ;
[0080] 0 min-适宜土壤含水率下限，为最大持水量的70-72% ;
[0081] n -灌溉水利用系数，为〇? 9-0. 95 ;
[0082] 采用膜下滴灌方式进行灌溉的灌水周期满足如下公式：
[0083] T = (m/Ea) X q
[0084] m-设计灌水定额mm ;
[0085] T-设计灌水周期d ;
[0086] Ea_ 设计耗水强度 mm/d，为 2_3mm/d ;
[0087] n _灌溉水利用系数，为〇? 9-0. 95 ;
[0088] 采用膜下滴灌方式进行灌溉的一次灌水延续时间满足如下公式：
[0089] t= (mXSeXSr)/qd
[0090] m-设计灌水定额mm ;
[0091] t- 一次灌水延续时间h ;
[0092] qd-设计滴头流量 L/h，为 2. 4-2. 5L/h ;
[0093] Se-设计毛管的滴头间距m，为0? 3-0. 4m ;
[0094] Sr-设计毛管间距m，为0? 9-1. lm ;
[0095] 通过计算采用膜下滴灌方式进行灌溉的总量控制在250-320m3/亩。
[0096] 实施例2
[0097] 1)与本发明实施例1中的步骤1)相同；
[0098] 2)与本发明实施例1中的步骤2)相同；
[0099] 3)先施用基底肥，即每亩施有机肥1800kg，缓控肥30kg，磷二铵23kg，硫酸钾 37kg，硫酸锌1-1. 5kg后，采用膜下滴灌方式灌溉8次，分别为拔节时期灌水1次、小喇叭口 时期灌水1次、大喇叭口时期灌水1次、抽雄时期灌水1次、抽雄结束后时期灌水1次、灌浆 时期灌水1次、腊熟时期灌水2次；并追肥3次，分别为拔节时期追拔节肥，大喇叭口时期追 穗肥以及抽雄结束后时期追粒肥，每次追肥将水从肥罐中穿过，以使肥料溶解于膜下滴灌 的灌溉水中实现水肥一体化，最后待玉米成熟即可采收；
[0100] 其中，膜下滴灌方式进行灌溉的灌水定额满足如下公式：
[0101] m = 0.1 X y XzXPX ( 0 max-0 min)/ n
[0102] m-设计灌水定额mm ;
[0103] y _ 土壤容重 g/cm3,为 1. 41g/cm3;
[0104] z-计划土壤湿润层深度m，为0? 45m ;
[0105] P_ 湿润比 ％，为 60 % ;
[0106] 9 max-适宜土壤含水率上限，为最大持水量的90% ;
[0107] 9 min-适宜土壤含水率下限，为最大持水量的70% ;
[0108] n _灌溉水利用系数，为〇? 9 ;
[0109] 通过计算得到设计灌水定额为50. 76mm，即33. 84m3/亩；
[0110] 采用膜下滴灌方式进行灌溉的灌水周期满足如下公式：
[0111] T = (m/Ea) X q
[0112] m-设计灌水定额mm ;
[0113] T-设计灌水周期d;
[0114] Ea_设计耗水强度mm/d，为3mm/d ;
[0115] n_灌溉水利用系数，为〇. 9 ;
[0116] 通过计算得到最佳灌水周期为15d ;
[0117] 采用膜下滴灌方式进行灌溉的一次灌水延续时间满足如下公式：
[0118] t= (mXSeXSr)/qd
[0119] m-设计灌水定额mm ;
[0120] t- 一次灌水延续时间h ;
[0121] qd-设计滴头流量L/h，为2. 4L/h ;
[0122] Se-设计毛管的滴头间距m，为0? 3m ;
[0123] Sr-设计毛管间距m，为1. lm ;
[0124] 通过计算得到一次灌水最佳延续时间为7小时，整个玉米生长周期内灌溉的总量 为 270. 72m3/亩。
[0125] 比较例1
[0126] 采用申请号为20091075454. 1的专利中的玉米栽培方法进行栽培玉米，整个生长 周期浇水总量达405m3/亩。
[0127] 实验例1
[0128] 将本发明实施例与比较例1中的灌水量与产量的关系进行实验后，得出如下数 据，具体见下表1 :
[0129] 表1产量与灌溉水量的关系
[0130]
[0131] 从表1中可以看出，其中第4竖行对应着本发明的最佳实施例2,最后一竖行对应 着比较例1，而前三竖行为了了解产量与灌溉水量的关系而设计的平行实验，具体实施方法 与实施例2相同，只是灌溉水量不同，那么从上表中也可以清晰的看出，采用本发明的节水 栽培方法可以提高产量，但是灌溉水量过多或者过少其产量也会相应的降低，因此最好控 制在适宜的范围内比较好。
[0132] 尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，在不背离本发明的 精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中 包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。
【主权项】
1. 一种玉米膜下滴灌节水栽培方法，其特征在于，包括如下步骤： (A) 布设好滴灌管后进行耕整地，然后覆地膜并播种； (B) 施基底肥后，在玉米生长期间采用膜下滴灌方式灌溉多次并追肥多次； (C) 待玉米成熟，采收即可； 其中，采用膜下滴灌方式进行灌溉的灌水定额满足公式（1):m= 0.lXyXzXPX(0max- 0min) /n (I) m为设计灌水定额mm;y为土壤容重g/cm3,为I. 4-1. 45g/cm3; z为计划土壤湿润层深度m，为0? 35-0. 45m; P为湿润比％，为60-70% ; 0max为适宜土壤含水率上限，为最大持水量的90-92% ; 0min为适宜土壤含水率下限，为最大持水量的70-72% ;n为灌溉水利用系数，为〇. 9-0. 95。2. 根据权利要求1所述的一种玉米膜下滴灌节水栽培方法，其特征在于，Y为I. 41g/ cm3,z为0.45m，P为60%，0max为最大持水量的90%，0min为最大持水量的70%，n为 0? 9 〇3. 根据权利要求2所述的一种玉米膜下滴灌节水栽培方法，其特征在于，所述步骤（B) 中，采用膜下滴灌方式进行灌溉的灌水周期满足公式（2): T= (m/Ea)Xq (2) M为设计灌水定额mm; T为设计灌水周期d; Ea为设计耗水强度mm/d，为2-3mm/d;n为灌溉水利用系数，为〇. 9-0. 95。4. 根据权利要求3所述的一种玉米膜下滴灌节水栽培方法，其特征在于，Ea为3,n为 0? 9 〇5. 根据权利要求4所述的一种玉米膜下滴灌节水栽培方法，其特征在于，所述步骤（B) 中，采用膜下滴灌方式进行灌溉的一次灌水延续时间满足公式（3): t= (mXSeXSr)/qd (3) m为设计灌水定额mm;t为一次灌水延续时间h; qd为设计滴头流量L/h，为2. 4-2. 5L/h; Se为设计毛管的滴头间距m，为0? 3-0. 4m; Sr为设计毛管间距m，为0? 9-1.lm。6. 根据权利要求5所述的一种玉米膜下滴灌节水栽培方法，其特征在于，qd为2. 4L/ h，Se为 0? 3m，Sr为I.lm。7. 根据权利要求6所述的一种玉米膜下滴灌节水栽培方法，其特征在于，所述步骤（B) 中，采用膜下滴灌方式进行灌溉的总量控制在250-320m3/亩，灌溉的次数为7-8次。8. 根据权利要求7所述的一种玉米膜下滴灌节水栽培方法，其特征在于，灌水的次数 为8次，分别为拔节时期灌水1次、小喇叭口时期灌水1次、大喇叭口时期灌水1次、抽雄时 期灌水1次、抽雄结束后时期灌水1次、灌浆时期灌水1次、腊熟时期灌水2次。9. 根据权利要求8所述的一种玉米膜下滴灌节水栽培方法，其特征在于，追肥的次数 为2-3次，且追肥是将肥料溶解于膜下滴灌的灌溉水中； 优选地，追肥的次数为3次，分别为拔节时期追拔节肥，大喇叭口时期追穗肥以及抽雄 结束后时期追粒肥。10. 根据权利要求9所述的一种玉米膜下滴灌节水栽培方法，其特征在于，所述步骤 (B)中，所施的基底肥为农家有机肥、缓控肥、磷肥以及钾肥的混合物；其中磷肥为磷二胺， 钾肥为硫酸钾以及硫酸锌中的一种或两种的混合物。
【专利摘要】本发明提供了玉米节水栽培方法，包括：布设好滴灌管后进行耕整地，覆地膜并播种；施基底肥后，在玉米生长期间采用膜下滴灌方式灌溉多次并追肥多次；待玉米成熟，采收即可；灌水定额满足如下公式：m＝0.1×γ×z×P×(θmax-θmin)/ηm-设计灌水定额mm；γ-土壤容重g/cm3，为1.4-1.45g/cm3；z-计划土壤湿润层深度m，为0.35-0.45m；P-湿润比％，为60-70％；θmax-适宜土壤含水率上限，为最大持水量的90-92％；θmin-适宜土壤含水率下限，为最大持水量的70-72％；η-灌溉水利用系数，为0.9-0.95。栽培方法节水而且玉米产量高。
【IPC分类】A01G1/00, A01G25/00, A01C21/00
【公开号】CN104904457
【申请号】CN201510252774
【发明人】刘建勋, 郑荣, 李长江, 缪纯庆, 王娟
【申请人】张掖市农业科学研究院
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年5月15日
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