The invention relates to a drip irrigation water saving and conditioning cultivation method for dry direct seeding rice, aiming at the problems of poor soil oxygen content, low utilization rate of rice nutrients, low quality of rice and low yield caused by unreasonable irrigation methods, irrigation amount, fertilization amount and fertilization frequency in the process of dry direct seeding rice cultivation, and realizes dry direct cultivation. The effects of water saving, yield increasing and conditioning on sowing rice. Specifically as follows: put forward the drip irrigation system and regulation method of water-saving and quality-regulating for dry direct-seeding rice based on the regulation of root zone water, fertilizer and air microhabitats; put forward the capillary layout and irrigation device selection of drip irrigation system suitable for dry direct-seeding rice seeding, fertilization, ditching, pipe laying, film mulching and harvesting mechanization. Methods: The coordinated regulation scheme and critical control threshold of soil water, fertilizer (selenium-containing fertilizer) and gas in the root zone of dry direct seeding rice were provided, and the automatic and precise coordinated regulation of soil water, fertilizer and gas in the root zone of dry direct seeding rice was realized.
【技术实现步骤摘要】
一种旱作直播水稻滴灌节水调质栽培方法
本专利技术属于农业栽培
，尤其是涉及一种旱作直播水稻滴灌节水调质栽培方法。
技术介绍
水稻作为我国主要的粮食作物，在我国的需求量大，总产量达到1.8×1011kg，种植面积占总耕地面积的30％左右。同时，稻田耗水量占整个农业用水的65％以上。水稻在传统灌溉方法多使用漫灌、沟灌、畦灌，这些方法耗水量大，耗水量达6000～9000m3·hm-2，故不适宜在全国范围内大面积推广。如何减少水稻的耗水量，提高水稻水肥利用率是一个亟待解决的问题。针对此问题，在20世纪80年代兴起了“浅、湿、晒”灌溉技术，此灌溉技术可实现节约用水约11％～39.6％，水稻产量提高1.1％～35％。美国学者在80年代末提出的间歇灌溉(也称涌流灌溉)是按一定时间间隔向沟或畦供水，可减少32％～39％的用水量，但水稻增产效果不明显。中国科学家与澳大利亚科学家在90年代试验的控制灌溉，只需灌溉2到6次即可，可节约30.5％左右的水资源，提高约9％的水稻产量。在湖南湖北等山区利用的蓄雨灌溉技术与上述技术相结合，可节水19.5％～22％，水稻产量增加约20％。旱作直播滴灌水稻栽培技术为解决水稻栽培耗水量大的问题提供了一条有效路径。新疆天业(集团)有限公司陈林等人提出了膜下滴灌旱稻栽培方法(申请公布号：CN103733930A)，公开了膜下滴灌水稻栽培方法，该方法提出了包括种子准备、土地准备、播种、苗期管理、灌溉管理、施肥管理和病虫害防治等步骤，这种栽培方法较传统水稻栽培方法可以节约水资源，但是产量还是有所下降，水稻品质更是亟待提高，严重阻碍了该技术在全国...
【技术保护点】
1.一种新型滴灌系统，其特征在于，包括：滴灌首部系统和滴灌田间系统；所述滴灌首部系统包括：水源、加气装置、施肥装置、过滤装置、泵房(4)、计时器(9)、水表(10)和决策平台，用于提供普通水、微纳米气泡水和肥水，起到对数据进行处理、接收或发出指令、实时显示数据以及发出提示信息的作用；所述滴灌田间系统包括：支管、毛管、水分测试仪、溶氧测试仪和无线信号收发器，用于对水稻根区灌水施肥，并将土壤根区的水、气数据信息实时地传输给滴灌首部系统；所述毛管包括：毛管Ⅰ(18)和毛管Ⅱ(19)；所述水源包括：水箱Ⅰ(1)、水箱Ⅱ(8)，水箱Ⅰ(1)为微纳米气泡水供水，水箱Ⅱ(8)为系统提供普通水；所述加气装置包括：微纳米气泡发生器(5)；所述决策平台包括：流量监测计(20)、控制器(21)和无线收发装置(22)；所述施肥装置包括：电磁阀控制器Ⅵ(12)、电磁阀控制器Ⅶ(14)和压差式施肥罐(13)；所述过滤装置包括：压力表Ⅰ(15)、压力表Ⅱ(17)和过滤器(16)；所述无线收发装置(22)与控制器(21)连接，控制器(21)与流量监测计(20)连接，流量监测计(20)与泵房(4)连接，水箱Ⅰ(1)分别...
【技术特征摘要】
1.一种新型滴灌系统，其特征在于，包括：滴灌首部系统和滴灌田间系统；所述滴灌首部系统包括：水源、加气装置、施肥装置、过滤装置、泵房(4)、计时器(9)、水表(10)和决策平台，用于提供普通水、微纳米气泡水和肥水，起到对数据进行处理、接收或发出指令、实时显示数据以及发出提示信息的作用；所述滴灌田间系统包括：支管、毛管、水分测试仪、溶氧测试仪和无线信号收发器，用于对水稻根区灌水施肥，并将土壤根区的水、气数据信息实时地传输给滴灌首部系统；所述毛管包括：毛管Ⅰ(18)和毛管Ⅱ(19)；所述水源包括：水箱Ⅰ(1)、水箱Ⅱ(8)，水箱Ⅰ(1)为微纳米气泡水供水，水箱Ⅱ(8)为系统提供普通水；所述加气装置包括：微纳米气泡发生器(5)；所述决策平台包括：流量监测计(20)、控制器(21)和无线收发装置(22)；所述施肥装置包括：电磁阀控制器Ⅵ(12)、电磁阀控制器Ⅶ(14)和压差式施肥罐(13)；所述过滤装置包括：压力表Ⅰ(15)、压力表Ⅱ(17)和过滤器(16)；所述无线收发装置(22)与控制器(21)连接，控制器(21)与流量监测计(20)连接，流量监测计(20)与泵房(4)连接，水箱Ⅰ(1)分别与泵房(4)和微纳米气泡发生器(5)连接，微纳米气泡发生器(5)分别与水箱Ⅱ(8)和计时器(9)连接，计时器(9)与水表(10)连接，水表(10)分别与压力表Ⅰ(15)和电磁阀控制器Ⅵ(12)连接，电磁阀控制器Ⅵ(12)与压差式施肥罐(13)的一端连接，压差式施肥罐(13)的另一端与电磁阀控制器Ⅶ(14)连接，电磁阀控制器Ⅶ(14)与压力表Ⅰ(15)连接，压力表Ⅰ(15)与过滤器(16)的一端连接，过滤器(16)的另一端与压力表Ⅱ(17)连接，所述压力表Ⅱ(17)与支管连接，支管与若干毛管Ⅰ(18)和毛管Ⅱ(19)连接，在土壤9～10cm深处埋设水分测试仪、溶氧测试仪和无线信号收发器，水分测试仪和溶氧测试仪均与无线信号收发器相连。2.如权利要求1所述的新型滴灌系统，其特征在于，所述流量监测计(20)与泵房(4)之间设有电磁阀控制器Ⅱ(3)，在水箱Ⅰ(1)的进水口处设有电磁阀控制器Ⅹ(23)，水箱Ⅰ(1)的出水口处设有电磁阀控制器Ⅰ(2)；所述微纳米气泡发生器(5)与水箱Ⅱ(8)之间依次设有电磁阀控制器Ⅲ(6)和电磁阀控制器Ⅳ(7)；所述水表(10)与压力表Ⅰ(15)之间设有电磁阀控制器Ⅴ(11)。3.一种应用权利要求1-2任一权利要求所述的新型滴灌系统的旱作直播水稻滴灌节水调质栽培方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)水稻的种植方式、覆膜方式及毛管布置：种植方式为垄高15cm～20cm，垄截面为等腰梯形，梯形上底边长90～95cm，在距梯形上底边各15～20cm平面上采用宽窄行的方法种植四行旱稻，窄行行距为15～20cm，宽行行距为30～40cm，相邻两垄上的水稻行距为50～60cm，相邻两株水稻穴距为15～18cm；毛管布置为20+40+20cm的一膜一管四行，毛管埋深5～10cm，所述毛管采用顺延式滴管带，滴管带流量为2.0～3.0L/h，壁厚为0.2～0.3mm；覆膜方式采用黑色地膜，膜厚为0.014mm，覆膜时，用填土的方式覆盖在垄上，并在垄上覆盖厚度为0.2～0.5cm的土层，防止播种初期地膜被风刮走；(2)利用播种-施肥-开沟-铺管-覆膜一体机悬挂于拖拉机上，完成水稻的播种、增施底肥、开沟、铺管和覆膜作业；(3)根据水稻品种的不同，设定水稻的生理周期，制定水稻根区土壤水、肥、气协同调控方案，水稻根区土壤水、肥、气协同调控方案的原则是灌水时不加气，加气前、后至少灌水15min，并使用加气水溶解肥料；所述水稻根区土壤水、肥、气协同调控方案如下：在水稻播种后，使用水深灌2次，水稻进入苗期后，每48h自动开启大循环灌水加气，大循环灌水加气结束后，使用水分测试仪测定土壤根区含水率，在土壤根区含水率低于水稻各生理周期土壤根区含水率下限时，开启小循环灌水加气；水稻在不同生理周期所需肥量不同，为提高肥料利用率，向水稻根区精量施肥。4.如权利要求3所述的旱作直播水稻滴灌节水调质栽培方法，其特征在于，水稻在不同生理周期时土壤根区含水率的控制上下限分别为：播种出苗期，土壤根区含水率下限为控制膜下10cm土层水分控制为FC的70％～75％；土壤根区含水率上限为FC；分蘖初期，土壤根区含水率下限为0～20cm根层土壤水分控制为FC的85％；土壤根区含水率上限为FC；分蘖中期，土壤根区含水率下限为0～20cm根层土壤水分控制为FC的80％；土壤根区含水率上限为FC；分蘖末期，土壤根区含水率下限为0～20cm根层土壤水分控制为FC的70％；土壤根区含水率上限为FC；拔节孕穗期，土壤根区含水率下限为0～20cm根层土壤水分控制为FC的90％；土壤根区含水率上限为FC；孕穗后期，土壤根区含水率下限为0～30cm根层土壤水分控制为FC的95％；土壤根区含水率上限为FC；抽穗扬花期，土壤根区含水率下限为0～30cm根层土壤水分控制为FC的90％；土壤根区含水率上限为FC；成熟期，土壤根区含水率下限为0～30cm根层土壤水分控制为FC的75％，土壤根区含水率上限为FC；水稻在不同生理周期施肥方案如下：播种出苗期：尿素4.4～5kg/亩，磷酸二胺8.0～8.5kg/亩，硫酸钾6.6～7kg/亩；分蘖期：尿素9.5～10kg/亩；微电流促长剂3～3.5kg/亩；拔节孕穗期：尿素8～10kg/亩，硫酸钾4.5～5kg/亩；抽穗扬花期：尿素2～3kg/亩，磷酸二胺0.2～0.3kg/亩。5.如权利要求4所述的旱作直播水稻滴灌节水调质栽培方法，其特征在于，在水稻抽穗扬花期一共滴施3次螯合硒，滴施浓度为0.35～0.42kg/hm2，选择在晴朗的上午进行滴施。6.如权利要求3所述的旱作直播水稻滴灌节水调质栽培方法，其特征在于，在水稻播种后，使用水深灌的步骤为：步骤A1：打开电磁阀控制器Ⅳ(7)和电磁阀控制器Ⅴ(11)，水由水箱Ⅱ(8)进入管道流入滴灌田间系统，滴施150min，150min后，控制器(21)通过无线收发装置(22)将关闭指令发送给电磁阀控制器Ⅳ(7)和电磁阀控制器Ⅴ(11)，此时不再向滴灌田间系统灌水，同时利用水分测试仪重新测定一次土壤根区含水率；步骤A2：若土壤根区含水率达到土壤根区含水率下限，则停止灌水；若未达到土壤根区含水率下限，则重复步骤A1。7.如权利要求4所述的旱作直播水稻滴灌节水调质栽培方法，其特征在于，所述大循环灌水加气的具体步骤为：步骤B1：微纳米气泡水加气准备工作：开启电磁阀控制器Ⅹ(23)、电磁阀控制器Ⅰ(2)和电磁阀控制器Ⅱ(3)，水箱Ⅰ(1)中的水流通过泵房(4)提供动力由管道进入微纳米气泡发生器(5)，循环至微纳米气泡水浓度达到7～9mg/L；步骤B2：检查过滤装置是否堵塞：打开电磁阀控制器Ⅳ(7)和电磁阀控制器Ⅴ(11)，使水箱Ⅱ(8)中的水进入管道中，调节开度使压力表Ⅱ(17)的读数为0.06MPa，若压力表Ⅰ(15)和压力表Ⅱ(17)的读数差超过0.02MPa，则关闭电磁阀控制器Ⅳ(7)和电磁阀控制器Ⅴ(11)，同时清洗过滤器(16)；步骤B3：用普通水湿润土地：打开计时器(9)、电磁阀控制器Ⅳ(7)和电磁阀控制器Ⅴ(11)，关闭电磁阀控制器Ⅲ(...
【专利技术属性】
技术研发人员：李云开，王逍遥，陈修之，冯吉，刘雅新，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11
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