一種果園集水裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于果園管理技術領域，尤其涉及一種果園集水裝置及方法。
【背景技術】
[0002]黃土高原是我國蘋果兩大優(yōu)生區(qū)之一，蘋果產業(yè)已成為黃土高原的支柱產業(yè)，傳統(tǒng)的土壤管理模式導致果園土壤水分狀況退化，果實產量下降，品質變劣。研究結果表明:黃土高原14年以上蘋果地剖面3_9m 土層含水量都基本接近當地土壤的田間凋萎濕度，蘋果樹的強烈蒸騰作用和強烈的蒸發(fā)消耗了每年的降雨入滲量，并不斷利用土壤有效貯水，促進深層土壤進一步干燥，形成土壤生物利用型干化層。該干化層的演變趨勢隨樹齡的增加而增強，當果樹生長到一定的年限后，這種干燥化進程基本結束，土壤含水量達到最低點。其后，果樹生長和產量形成所需要的水分轉而全部依靠降雨，土壤水庫的調蓄作用喪失，果樹產量不可避免地隨年際降雨的自然變化而波動。根據28年果樹產量統(tǒng)計分析，土壤干化層出現以后，果樹產量隨年際降雨的自然變化呈現較大波動，后13年平均約20%的產量受年際降雨量影響。黃土高原蘋果種植區(qū)缺水會影響該區(qū)蘋果產業(yè)的持續(xù)發(fā)展，由于全球變暖，干旱少雨的現象會更加嚴重。解決雨養(yǎng)農業(yè)區(qū)的缺水問題，目前應從提高降雨的利用入手，減少降雨的無效損失。對于蘋果種植區(qū)，除目前采用的秸桿覆蓋節(jié)水技術和其它生物覆蓋技術外，應該利用不需要集水場和貯水設備微集水技術增加土壤水分存儲，減少土壤水分虧缺，保證果樹生長期內水分的有效供給，從而提高產量和品質，增強市場競爭力，增加果農收入，促進農村經濟的發(fā)展。
[0003]地膜覆蓋和集雨溝保墑覆蓋技術應用:果園進行地膜覆蓋可使0-200cm土層土壤貯水量增加55_(黃陵)；旱地果園進行高壟覆黑膜集雨溝保墑模式優(yōu)于單純覆蓋黑膜保墑模式。生物覆蓋:生草覆蓋在果樹全生育期不同土壤層次水分含量均明顯提高，0-20cm 土壤水分增加的幅度29.4% ；20-40cm土壤水分增加的幅度為20.4% ；40_60cm土壤水分含量增加的幅度為14.3%。同時果園生草覆蓋能使水分從土壤下層向上層移動，顯示出良好的提墑作用，以供給果樹根系集中分布層的水分，促進果樹根系發(fā)育。秸桿覆蓋:果園覆草可以減少水分的流失和蒸發(fā)，增加土壤蓄水保水能力。果園覆草還可防止土壤沖刷、保持水土。果園覆草后，能減少雨水徑流。下大雨時，雨水經草被的緩沖后，像滴灌一樣緩慢地滲人土壤貯存起來，避免了雨水直接撞擊地面而造成土壤板結和徑流損失。果園覆草還能使土壤蒸發(fā)量大大減少。據測算，在地表裸露的情況下，水分年蒸發(fā)量為500-600mm時，覆草后年蒸發(fā)量不超過200_。節(jié)水灌溉:滲灌時地下潮濕，地表干燥，不會產生大量水分蒸騰損失，并且還可以結合覆膜進行膜下灌溉和埋入地下進行地埋式灌溉，因此滲灌水利用率一般可達95%以上，比地面溝畦灌節(jié)水50%-88%，同時比噴灌節(jié)水45%，與滴灌相比更能適應各種種植栽培方式，在資源緊張和持續(xù)干旱氣候條件下效果更易體現。綜上所述，除滲灌技術夕卜，所有的技術均是基于地表為降雨的承接面，雨水被表層土壤所接受，即降雨接收首先是表層土，土壤水分依照蒸發(fā)大氣控制階段、土壤導水率控制階段和擴散控制階段進行，土壤水分損失與降雨次數、雨量關系密切，不能有效的減少水分蒸發(fā)損失，特別是對于<15mm的降雨，在地表土壤較干燥的條件下，達不到果樹根系的主要分布層(20cm?60cm)，絕大部分蒸發(fā)損失，難以被植物利用;節(jié)水灌溉技術的水分利用率雖高，但前提是確保水源和水質；集雨節(jié)灌應具備集水場和存貯設施。另外，大多數技術研究都是基于0-200cm 土層土壤水分利用及對果樹產量的影響，對于黃土高原果園深層土壤水分恢復方面研究較少，而降雨入滲點在較深的土層方面的研究未見報導。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種果園集水裝置及方法，旨在降雨承接面和空間位置改變條件下的土壤水分由地表均勻分部改變?yōu)檩^深層次集中分布。
[0005]本發(fā)明是這樣實現的，一種果園集水方法，所述果園集水方法包括:
[0006]步驟一，規(guī)劃地面:常規(guī)密度果園，在兩行果樹中間，劃一直線，從每行靠地邊界處每隔80-100厘米劃與果樹行向垂直的橫線，以果樹行為另一邊線，四條線所構成集水漏斗坑區(qū)域；
[0007]步驟二，整理地面:以劃定線為基準，將漏斗坑區(qū)域中間的土鏟向所劃的線上，并整理四個斜面，呈倒四棱錐型；
[0008]步驟三，安裝活動支架:活動支架安裝于集水裝置兩端，固定粧垂直打入土中，用螺絲固定支臂于粧上，擰緊螺絲至活動支臂能活動且轉到任何位置能停住即可；
[0009]步驟四，鋪設集水塑料膜和鐵絲:把塑料膜鋪開，兩側對折放置，拉直，將膜上的導水管放在另一邊;把12號鐵絲拉開到可以固定到兩個活動支架長度，拉直，在一端折成彎成U型，纏少量膠布，穿入塑料膜兩側的筒內直至完全貫通，膜的另一側以同樣的方法穿入鐵絲；
[0010]步驟五，固定鐵絲:將穿入對折膜上下兩邊的兩根鐵絲分別固定到放到兩端的活動支架支臂上，使支臂分別放到固定粧兩邊時保持平行；
[0011]步驟六，打孔:在坑的中心最低處、與集水膜上的導水管對應位置，用土鉆打孔，孔必須在兩端活動支架固定粧邊線上；
[0012]步驟七，固定導水管:將集水膜上的導水管放入地孔內并使導水管平展，轉動活動支架的一根支臂，展開集水膜，在每個導水管里灌入200克土，用以固定集水膜中間部分；
[0013]步驟八，集水膜的收放:集水薄膜可根據需要調整放置狀態(tài)，進行田間管理時轉動支架活動支臂到垂直狀態(tài)，集水膜收起，田間作業(yè)完成后放平支臂，處于集水狀態(tài)。
[0014]進一步，所述從每行靠地邊界處，隔80-100厘米劃一條橫線，以果樹行為另一邊線，四條線所構成集水漏斗坑區(qū)域，每棵樹下有6-8個漏斗型集水坑。
[0015]進一步，所述將漏斗坑區(qū)域中間的土鏟向所劃的線上，并整理四個斜面，呈倒四棱錐型，深度20-25厘米。
[0016]進一步，所述固定粧垂直打入土中至頂端距地面6厘米，用10毫米螺絲固定支臂于粧上，擰緊螺絲至活動支臂能活動且轉到任何位置能停住即可。
[0017]進一步，所述用土鉆打直徑在4厘米孔，深度45厘米。
[0018]本發(fā)明的另一目的在于提供一種果園集水裝置，所述果園集水裝置包括:鐵絲、集水薄膜、導水管、活動支架；
[0019]所述薄膜固定在鐵絲上，導水管粘結在薄膜上、導水管固定于地孔內，活動支架安裝在薄膜的兩端，活動支臂與鐵絲連接。
[0020]本發(fā)明具有獨創(chuàng)性，以改變果園降雨均勻分布為基礎，以人工干預雨水分配為手段，以減少土壤蒸散量為目的，以提高降雨的高效利用和深層土壤干化現象改變?yōu)槟繕?，構建果園“降雨-深層土壤-植物-大氣”的水循環(huán)體系。經文獻檢索:農田和林地集水技術、滲灌、穴施水肥方面的研究有較多文獻查閱，其研究基礎是農田(林地)為降雨的承接下墊面；地孔導流始見于攔蓄地表徑流，減少水土流失，相關研究很少;將田間集水和地孔促滲方法有機結合改變果園降雨時空分配方面的研究未見文獻報道。本發(fā)明延長雨水在土壤中的滯留期，減少蒸發(fā)損失:經試驗，在露地條件下，1mm降雨完全蒸發(fā)為4天，30mm降雨4天蒸發(fā)損失51.3%，同樣雨量導入地表下30cm，1mm降雨4天蒸發(fā)損失僅為25.9%，15天蒸發(fā)損失為44.7% ;30mm降雨4天蒸發(fā)損失14.1%，15天蒸發(fā)損失30.2%;本發(fā)明增加了雨水入滲深度，降雨直接到達根系活躍層，提高降雨利用效率:地面設置的集水漏斗，使降雨通過導水管到達地表30cm以下且呈不均勻分布，有利于果樹根系吸收，同時減少蒸發(fā)損失，增加水分下滲。本發(fā)明使果園土壤干化層水分增加:在目前管理方法下，渭北蘋果產區(qū)降雨不能完全滿足果樹正常生長對水分需求，使深層土壤水分因果樹生長而降低，形成干化現象，其主要原因是降雨后的強烈的地面蒸發(fā)導致水分無效損耗。通過減少水分蒸發(fā)損失增加深層土壤水分補給，增加深層土壤水分貯量。本發(fā)明覆蓋的塑料膜兩邊與大氣相通，克服了果園長期固定覆蓋塑料薄膜影響土壤透氣性和土壤溫度；固定覆蓋塑料膜還存在不便施肥、修剪等田間管理作業(yè)，本發(fā)明的方法由于塑料膜可以活動，不存在固定覆蓋塑料膜缺點。本發(fā)明集地膜覆蓋、滲灌、集雨優(yōu)勢于一體，將田間集水和地孔促滲方法有機結合，使20cm?60cm以下根系集中土層成為雨水的接受主體，迫使降水從地表平均分布變?yōu)榫植考蟹植?，改變了雨水在土壤中的時空分布模式。本發(fā)明的集水裝置在果樹管理上的優(yōu)點:深施易溶性化肥，根據果樹對養(yǎng)分的需求，結合天氣預報，下雨前將易溶化肥施于導水管附近，利用雨水沖入土壤深處，減少化肥損失，提高利用率;在極度干旱時，可將灌溉水通過導水孔導入地下，減少水分損失，提高水分利用效率;長期覆蓋集水膜，減少地面光照，抑制雜草生長，而不會影響土壤的透氣性。
【附圖說明】
[0021 ]圖1是本發(fā)明實施例提供的果園集水方法流程圖。
[0022]圖2是本發(fā)明實施例提供的果園集水裝置結構示意圖；
[0023]圖中:1、鐵絲;2、薄膜;3、導水管