一种适应农牧交错带的田间微集雨方法技术

本发明专利技术公开了一种适应农牧交错带的田间微集雨方法，采用沟垄集雨技术，具体包括以下步骤：1)建立起垄沟植的田间垄沟集雨系统，垄面为集雨区，垄沟为种植区；2)垄面拱形且人工夯实。所述垄面宽度0.5‑1.5m；所述垄沟宽度0.5‑1.5m。所述集雨区的集雨面坡度40°，垄高0.20‑0.25m。本发明专利技术方法提高了种植区的土壤水分含量，提高了种植作物的产量，提高了降水利用效率，效果显著。

A method of field micro rainwater harvesting suitable for farming pastoral ecotone

The invention discloses a field micro-rainfall collecting method adapted to the agro-pastoral ecotone, adopting the furrow and ridge rainwater collecting technology, which comprises the following steps: 1) establishing the field ridge and furrow rainwater collecting system for furrow planting, the ridge and furrow being the rainwater collecting area, and the furrow and furrow being the planting area; 2) the ridge is arched and artificially compacted. The ridge width is 0.5 to 1.5m, and the ridge width is 0.5 1.5m. The rain collecting area has a slope of 40 degrees, and the ridge height is 0.20 0.25m. The method of the invention improves the soil moisture content of the planting area, improves the yield of the planting crops, improves the precipitation utilization efficiency, and has remarkable effect.

【技术实现步骤摘要】
一种适应农牧交错带的田间微集雨方法
本专利技术属于农业
，具体涉及一种适应农牧交错带的田间微集雨方法。
技术介绍
我国北方农牧交错带地区多为雨养农业，大气降水不足且缺乏灌溉条件，水分条件成为限制农业发展的主要因素。在全球气候变化背景下，我国北方干旱有进一步加重的趋势，且极端降雨事件发生频率增加，增加了雨养农业生产的不确定性。田间集雨技术有效地缓解了干旱区农业需水压力，在半干旱偏旱地区农业发展过程中起着重要的作用。张建新就国内外旱地集雨技术的特点和研究进展进行了系统地论述，指出集雨技术正逐步走向推广应用，在我国北方干旱半干旱地区有着显著的经济、社会和生态效益。沟垄集雨技术是干旱半干旱区一项重要的田间雨水就地叠加利用技术，通过改善作物根区的水分满足度，提高农田生产力水平、作物产量和水分利用效率，许多学者对此进行了相关的研究。研究区域大多集中在西北黄土高原半干旱偏旱区，包括山西、甘肃、宁夏等省市，研究作物包括了一年生的小麦、燕麦、玉米、马铃薯等作物，也包括了老芒麦、紫花苜蓿等多年生牧草作物。莫非等总结了近30年黄土高原雨养农业区田间微集雨技术，指出垄沟覆盖微集雨栽培技术为西北旱区粮食单产大幅度提高提供了强大的支撑作用。以往的沟垄集雨试验多集中在研究不同材料集雨面的集雨效应，或是不同比例沟垄的集雨效应，但对不同的垄宽和沟宽的集雨效应研究较少，且有关北方农牧交错带地区沟垄集雨的效果研究较为鲜见。本专利技术针对半干旱偏旱区的北方农牧交错带雨养农业产量低且不稳的问题，采用田间集雨模式种植马铃薯，研究不同的垄宽和沟宽对土壤水分以及马铃薯生长、产量和水分利用效率的影响，旨在为我国农牧交错带地区采用沟垄集雨方式种植马铃薯提供理论依据和参考，为该地区雨养农业实现稳产提供科学思路。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术缺陷，提供一种适应农牧交错带的田间微集雨方法。本专利技术的具体技术方案如下。一种适应农牧交错带的田间微集雨方法，其特征在于，采用沟垄集雨技术，具体包括以下步骤：1)建立起垄沟植的田间垄沟集雨系统，垄面为集雨区，垄沟为种植区；2)垄面拱形且人工夯实。进一步，所述垄面宽度0.5-1.5m；所述垄沟宽度0.5-1.5m。进一步，所述集雨区的集雨面坡度40°，垄高0.20-0.25m。本专利技术的有益效果1.沟垄集雨技术提高了种植区的土壤水分含量，马铃薯生育期内20～50cm土壤贮水量，NM1.0和NM1.5处理较CK高16.1％～26.0％，其叶面积指数和单株干物重均高于对照处理。2.沟垄集雨处理的商品薯率均高于平作，NM1.0和NM1.5处理植区商品薯产量最高，分别增产102.6％～141.3％、79.2％～146.0％；NM1.0处理的带田商品薯产量较CK相比也显著提高。3.沟垄集雨技术能够提高降水利用效率，2011～2012年NM1.0处理的水分利用效率分别比CK提高24.8％和16.5％，差异显著。综合而言，NM1.0处理较其他集雨处理对改善土壤水分和提高农田生产力的影响更显著。附图说明图1为本专利技术沟垄集雨技术处理示意图。图2为不同处理下20～50cm土壤贮水量示意图。图3为不同处理对叶面积指数和干物重的影响示意图。图4为2011～2012年不同集雨处理对降水利用效率的影响示意图。图5为2012年不同处理下全生育期土壤剖面贮水量图。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术进一步详细说明。1.材料和方法1.1研究区域北方农牧交错带地区位于内蒙古高原南缘和长城沿线，大致沿北方400mm降水等值线走向，行政区划涉及内蒙古、黑龙江、吉林、辽宁、甘肃、宁夏、河北、山西、陕西等9省106个旗(县市)，总面积654564km2，是连接农区与牧区的过渡地带。试验于2011～2012年在内蒙古自治区武川县农业部武川农业环境科学观测试验站(41°8′N，111°17′E)进行。试验区土壤类型为栗钙土，pH8.24～8.27，0～100cm土壤中全氮、速效磷、速效钾、有机质平均含量分别为1.09g/kg、4.96mg/kg、105.27mg/kg和13.41％。武川县属典型的半干旱偏旱区，农业以雨养农业为主，水浇地仅占耕地面积的8％左右。气候带有显著的大陆性特点：日光资源比较丰富、无霜期短、冬季多大风。该地区年平均降水量为343.0mm，75％的降水集中在夏季，不足以满足马铃薯生长的需水要求，但降水时间相对集中且单次降水强度大，统计表明，1960～2010年间降水以小降水事件(≤10mm)为主，但≥10mm降水量占生育期总降水量的62.8％，是决定降水总量的主要因子，适合发展集雨农业。2011～2012年试验进行的两年时间，降水量分别为281.2和414.1mm，其中马铃薯生育期降水量分别为201.1和285.4mm。显然，2011年为正常年份，2012年为较湿润年份(数据源自内蒙古武川县气象局1960～2012年地面观测资料)。1.2专利设计采取起垄沟植的田间垄沟集雨系统，垄面为集雨区，垄沟为种植区(图1中(a)为平面图，(b)为立体图)。供试作物为“紫花白”马铃薯(Solanumtuberosum.cv.ZiHuabai)。试验共设置4个处理：1)CK：平作，作为对照；2)NM1.5：垄和沟的宽度都为1.5m；3)NM1.0：垄和沟的宽度都为1.0m；4)NM0.5：垄和沟的宽度都为0.5m。试验小区长10m，宽6m。垄高20～25cm，集雨面坡度约为40°，垄面拱形且人工夯实。每个处理3个重复，试验小区随机分布。小区建在一整块农田中，土壤的理化性质差别不大，2011年秋季马铃薯收获后，进行垄面修整，第二年5月份在相同位置播种，保证了试验土壤的连续性和一致性。马铃薯种植方式为穴播，人工种植，深度6～10cm，每个小区马铃薯播种均为行距50cm，株距50cm,但由于NM1.5和NM1.0集雨面积(垄面积)增加，实际种植面积(沟面积)相对减少，降低了区域尺度上的种植密度，NM0.5和CK种植密度为每公顷40,000株，NM1.5和NM1.0分别为每公顷26,000株和30,000株。播种前施入基肥：磷酸二氢铵75kg/hm2，尿素90kg/hm2，氯化钾60kg/hm2。马铃薯生育期期间没有追肥和补灌。1.3测定项目和方法马铃薯各个生育期进行生物量测定，每个取3株马铃薯，立即用叶面积仪(型号:LI-3000C)测量叶面积，之后用烘干法(105℃杀青15分钟，85℃烘至恒重)测定干物质重(地上部分和地下部分总和)，叶面积和干物质重取三株平均值。土壤湿度采用中子法(型号：CPN503DRHydroprobe)测定，深度20～100cm，每10cm一个层次，马铃薯生育期每隔10天测定一次，雨后加测。土壤贮水量(SoilWaterStorage,SWS)按公式(1)计算：式中，ρ-土壤容重(gcm-3),θi-土壤质量含水量(g/g％),hi-土层深度(cm)。产量测定时每个小区取两行，每行取5米左右进行测定，记录实际的株数，将商品薯(重量大于100g)和小薯分别称重。按照两种计算方法计算了产量：1)将小区内的集雨区和种植区面积都计算在内，换算成的每公顷产量，记为带田产量(Y，tonha-1)，带田产量即为小区的实际产量，可以用来评价集水面本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适应农牧交错带的田间微集雨方法，其特征在于，采用沟垄集雨技术，具体包括以下步骤：1)建立起垄沟植的田间垄沟集雨系统，垄面为集雨区，垄沟为种植区；2)垄面拱形且人工夯实。

【技术特征摘要】
1.一种适应农牧交错带的田间微集雨方法，其特征在于，采用沟垄集雨技术，具体包括以下步骤：1)建立起垄沟植的田间垄沟集雨系统，垄面为集雨区，垄沟为种植区；2)垄面拱形且人工夯实。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述垄面宽度0.5-1.5m；所述垄沟宽度0.5-1.5m。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述垄面宽度1.0m；所述垄沟宽度1.0m。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述集雨区的集雨面坡度4...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡琦，潘学标，潘志华，潘宇鹰，王晓晨，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11