CN101843203B - 微纳气泡水灌溉水稻的增氧栽培法 - Google Patents

Abstract

微纳气泡水灌溉水稻的增氧栽培法，属于水稻栽培方法。其包括以下步骤：1)精整秧田，稀播种子，培育带蘖壮秧；2)移栽前结合整地，深施基肥，然后进行小苗移栽；3)本田期采用微纳气泡增氧水灌溉水稻，灌溉时每灌一次水，待其自然消耗至田面呈湿润状态时，再灌下次水，构成浅水与湿润反复交替；小苗移栽后7～10天施用分蘖肥；够苗后及时晒田；4)适时防治病虫害，当全田谷粒95％黄熟时收获稻谷。本发明显著改善水稻根际氧环境，促进水稻根系生长发育和功能建成，提高水稻氮肥吸收效率和利用效率，增加土壤速效养分含量，分蘖期显著提高水稻低位分蘖比例从而提高成穗率，灌浆期可以延缓叶片衰老从而显著提高结实率，从而增加水稻产量。

Description

微纳气泡水灌溉水稻的增氧栽培法

技术领域

本发明涉及一种水稻栽培方法，具体涉及利用微纳气泡发生装置进行水稻微纳气泡水增氧高产栽培方法。

背景技术

在国内外的设施园艺和旱地滴灌中，已广泛采用气泵充氧等措施来增加水中溶解氧含量，提高作物根际氧含量，促进根系生长，进而增加产量，并提高水分和肥料利用效率。目前国内外有关水稻增氧栽培相关的研究主要是通过晒田，灌溉方式、栽培方式或者是施用过氧化钙等方法进行增氧处理，因为技术操作难度、天气及其他原因，使得这些稻作技术的增氧效果在大面积应用时难以得到充分发挥，从而很难在满足水稻生理生态需水的基础上，更好的改善土壤通气状况，从本质上解决稻田水与气这一矛盾。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于设计提供一种水稻微纳气泡水增氧高产栽培方法，该方法能显著增加水稻产量，提高水稻肥料利用效率并增加土壤速效养分含量。

所述的微纳气泡水灌溉水稻的增氧栽培法，其特征在于包括以下步骤：

1)精整秧田，稀播种子，培育带蘖壮秧；

2)移栽前结合整地，深施基肥，然后进行小苗移栽；

3)本田期采用微纳气泡增氧水灌溉水稻，灌溉时每灌一次水，待其自然消耗至田面呈湿润状态时，再灌下次水，构成浅水与湿润反复交替；小苗移栽后7～10天施用分蘖肥；够苗后及时晒田；

4)适时防治病虫害，当全田谷粒95％黄熟时收获稻谷。

所述的微纳气泡水灌溉水稻的增氧栽培法，其特征在于所述的步骤1)中选择地势平坦和土壤肥沃的田块作为秧田，在播种前15～20天对秧田灌水泡田，旋耕灭茬，平整秧板，播种前2～3天进一步平整秧田，播种时杂交稻每亩秧田用种量为10～15公斤，常规稻为20～30公斤，均匀播种，培育带分蘖的壮秧。

所述的微纳气泡水灌溉水稻的增氧栽培法，其特征在于所述的步骤2)中小苗移栽前稻田泡水至湿润并翻耕，移栽前1天将基肥全部施入已翻耕的稻田，然后进行耙田和耥田，使基肥均匀的混入土壤中，并在秧苗秧龄15～20天时进行移栽。

所述的微纳气泡水灌溉水稻的增氧栽培法，其特征在于所述的步骤3)本田期间在小苗移栽至孕穗期每次灌溉微纳气泡增氧水深度为25～35毫米，在孕穗至抽穗期每次灌溉微纳气泡增氧水深度为15～25毫米，灌浆至成熟期以湿润灌溉为主，每次灌溉微纳气泡增氧水深度为5～15毫米。

所述的微纳气泡水灌溉水稻的增氧栽培法，其特征在于所述的步骤3)本田期间小苗移栽后7～10天时，撤水落干晒田，至田面微裂，表层土壤呈水分不饱和状态时，将分蘖肥均匀地撒施于地表，然后采用多个灌水口缓慢进水的方式，灌少量微纳气泡增氧水，待肥料全部溶化后随水渗入土壤较深层，封闭灌水口，第2天或第3天补灌微纳气泡增氧水，灌溉深度为25～35毫米；之后再进行正常微纳气泡增氧水灌溉管理。

所述的微纳气泡水灌溉水稻的增氧栽培法，其特征在于所述的步骤3)本田期间全田茎蘖数达到目标穗数的80％时进行晒田，晒田程度应因地制宜，田面太湿，晒田5～7天，田面较干，晒2～4天，一般晒至田面坚实，人下田行走不陷脚，田面出现细裂缝即可。

所述的微纳气泡水灌溉水稻的增氧栽培法，其特征在于所述的步骤3)中采用微纳气泡发生装置进行微纳气泡增氧水灌溉水稻，微纳气泡发生装置灌溉步骤为：

a.将微纳气泡发生装置直接放入池塘，或在灌溉渠道和稻田灌水口处挖3米×2米×2米的处理坑，将微纳气泡发生装置放入处理坑中；

b.在进行灌溉前，微纳气泡发生装置进行增氧预处理50～80分钟，之后可以边处理边灌溉；

c.边处理边灌溉时处理坑的出水口和进水口处于对角线位置，或者通过埋设出水管的方式，从水坑的中部引水进行灌溉；

d.处理时将微纳气泡发生装置的进气口调小至1/3开口。

本发明中微纳气泡发生装置采用国际专利技术JP031228，该微纳气泡发生装置额定功率为0.75KW，每分钟气泡发生量为1670L。

经过微纳气泡发生装置处理过的水中96％以上的气泡为直径小于3微米的微细气泡，气泡存活时间长，气泡表面能高。

本发明因应用微纳气泡水灌溉水稻可以促进水稻根系生长和低位分蘖的发生，所以需要深翻平整秧田，精选种子，在秧田稀播种子培育带分蘖的壮秧；移栽前结合翻耕整地，深施基肥；在秧龄15-20天左右时尽早移栽，以便水稻移栽后尽早扎根和分蘖；本田期应用微纳气泡增氧水灌溉水稻，即在水稻移栽前一天的整田时或者移栽后开始应用微纳气泡增氧水灌溉，灌溉时做到每灌一次水，待其自然消耗至田面呈湿润状态，再灌下次水，构成浅水与湿润反复交替；水稻移栽后10-14天时，撤水落干晒田，至田面微裂时将分蘖肥均匀地撒施于地表，然后采用多个灌水口缓慢灌水的方式，灌少量微纳气泡增氧水，待肥料全部溶化后随水渗入土壤较深层，封闭灌水口，第2天或第3天补灌微纳气泡增氧水，灌溉深度为25-35毫米；之后再行正常微纳气泡增氧水灌溉管理，促进水稻氮肥利吸收效率和利用效率；及时适度烤田，改善水稻根际氧环境，促进水稻根系健壮生长并增强根系活力，促进水稻营养吸收功能和地上部的生长发育；在水稻灌浆期采用湿润灌溉，既保持水稻的生理需水又保证根系的呼吸所需的氧气供应，降低因根系早衰而引起的减产；根据预测预报和田间实际情况及时防治病虫草害，当全田谷粒95％黄熟时及时收获。

本发明中的微纳气泡增氧水是应用微纳气泡发生装置对常规灌溉水进行增氧处理后产生的富含溶解氧的灌溉水，具有以下性能特性：微纳气泡水中富含直径小于3微米且带电荷的微纳气泡，使水中富含溶解氧，特别是其中所含的纳米氧可以突破水的溶氧饱和度，溶解氧含量为7.9mg/l(大气压为101.11kPa；水温为26℃)左右；并且微纳气泡可以打散水分子团，使水的渗透性增强，促进水(液相)-气(气相)交换；同时，微纳气泡表面张力明显增强，气泡寿命长，可以显著延缓水中溶解氧含量的下降，在处理后100多个小时内水中溶解氧含量均明显高于未处理水。

本发明充分发挥了微纳气泡的增氧效果和提高肥料利用率的功效，试验表明，应用该技术显著改善水稻根际氧环境，促进水稻根系生长发育和功能建成，提高水稻氮肥吸收效率和利用效率，增加土壤速效养分含量，分蘖期可以显著提高水稻低位分蘖比例从而提高成穗率，灌浆期可以延缓叶片衰老从而显著提高结实率，从而增加水稻产量。本发明操作方便，实用性较好，可以广泛应用于水稻栽培。

附图说明

图1、2为本发明实施过程中试验田表层土壤氧化还原电位变化图；

图3为本发明实施过程中灌溉水溶解氧变化曲线图；

图4为利用微纳气泡发生装置处理不同时间的灌溉水溶解氧含量变化图。

具体实施方式

以下结合实施例及田间试验来进一步说明本发明。

实施例1

1)选择地势平坦、土壤肥沃的田块作为秧田，在播种前20天对秧田灌水泡田，旋耕灭茬，平整秧板；秧板畦宽1.5米，沟宽25厘米，沟深15厘米，做好后排水晾板，使秧板沉实；播期前2天进一步平整秧田，达到“实、平、光、直”的标准；播种前将稻种翻晒1-2天，提高种子发芽率和发芽势；翻晒过的种子倒入比重为1.13左右的盐水(50公斤水中加10公斤食盐)中充分搅拌，捞出漂浮在盐水上的空瘪种子和杂物，再捞出饱满种子并用清水洗2次；用浸种灵配水浸种48小时(每支浸种灵配水10公斤水)，捞出种子用清水洗干净，在发芽箱中35℃进行催芽，催芽时每天早晚用清水洗种子各一次，催芽至破口后发芽箱温度调为30℃继续催芽，至芽长1厘米左右及时播种；播种时杂交稻每亩秧田用种量为10公斤，常规稻为25公斤，均匀播种，培育带分蘖的壮秧；2)在秧苗秧龄20天左右时及时移栽，移栽前稻田泡水至湿润并翻耕，移栽前1天将基肥全部施入已翻耕的稻田，然后进行耙田和耥田，使基肥均匀的混入土壤并达到深施的目的；3)本田期应用微纳气泡增氧水灌溉水稻，即在水稻移栽前一天的整田时或者移栽后开始应用微纳气泡水灌溉；在移栽至孕穗期每次灌溉深度为25、30或35毫米，孕穗至抽穗期每次灌溉深度为15、20或25毫米，灌浆至成熟期采以湿润灌溉为主，每次灌溉深度为5、10或15毫米；4)小苗移栽后10-14天时，撤水落干晒田，至田面微裂，表层土壤呈水分不饱和状态时将分蘖肥均匀地撒施于地表，然后在田埂上开多个小的灌水口，采用缓慢进水的方式灌少量微纳气泡水，待肥料全部溶化后随水渗入土壤较深层，封闭田埂上的灌水口，第2天或第3天补灌微纳气泡水，灌溉深度为25毫米左右，之后再行正常微纳气泡增氧水灌溉管理；5)当全田茎蘖数达到目标穗数的80％时进行晒田，晒田程度应因地制宜，田面太湿，晒田5-7天，田面较干，晒2-4天，一般晒至田面坚实，人下田行走不陷脚，田面出现细裂缝即可；6)适时防治病虫害，当全田谷粒95％黄熟时及时收获。

实施例2

水稻灌溉水增氧处理方法：1)应用一种可以产生微纳气泡的微纳气泡发生装置进行灌溉水增氧处理；2)根据田间实际条件选择微纳气泡发生装置的安装地点，如果是池塘灌溉，可以直接将微纳气泡发生装置放入池塘中进行处理，如果是渠道引水灌溉，可以在渠道中或大田进水口处挖一个3米(长)×2米(宽)×2米(深)m³的坑，将微纳气泡发生装置放入坑中进行处理；3)在进行灌溉前微纳气泡发生装置进行充足的预处理，如果是放置于池塘需要预处理80分钟以上，如果是置于人工挖的坑中进行处理需要预处理50分钟以上，之后可以边处理边灌溉；4)边处理边灌溉时处理坑的出水口和进水口处于对角线位置，或者通过埋设直径15厘米出水管的方式，从水坑的中部引水进行灌溉；5)处理时将微纳气泡发生装置的进气口调小至1/3开口。

试验例：

在中国水稻研究所试验农场，经过多年多点田间应用试验。田间试验处理方法：选地势平坦、土壤肥力高、排灌方便的田块作为秧田，播种前20天秧田进行灌水泡田，旋耕灭茬，耙田并平整秧板；秧板畦宽1.5米，沟宽25厘米，沟深15厘米，做好后排水晾板，使秧板沉实；播种前2天进一步平整秧板，达到“实、平、光、直”的标准；播种前将稻种翻晒2天，翻晒过的种子倒入比重为1.13的盐水(50公斤水中加10公斤盐)中充分搅拌，捞出漂浮在盐水上的空瘪种子和杂物，再捞出饱满种子并用清水洗2次；洗净的种子在浸种灵水液(每10公斤清水加1支浸种灵)中浸种48小时，捞出种子用清水洗干净，用湿麻袋包裹后在发芽箱中催芽(温度为35℃)，催芽期间每天早晚用清水冲洗种子各一次，第2天发芽箱温度调为30℃，至芽长1厘米(催芽后第3天)及时播种；播种时杂交稻每亩秧田用种量为10公斤，常规稻为25公斤，均匀播种；播种前每亩秧田施用复合肥(N∶P∶K＝15∶15∶15)15公斤，秧苗两叶一心期每亩施尿素4公斤，4叶一心期每亩施尿素7公斤，移栽前3天每亩施尿素10公斤，培育带分蘖的壮秧；在秧苗秧龄20天时进行移栽，移栽前稻田泡水至湿润并翻耕，移栽前1天将基肥全部施入已翻耕的稻田，然后进行耙田和耥田，使基肥均匀的混入土壤并达到深施的目的；本田期应用微纳气泡增氧水灌溉水稻，即在水稻移栽前一天的整田时或者移栽后开始应用微纳气泡水灌溉；在移栽至孕穗期每次灌溉深度为30或35毫米，孕穗至抽穗期每次灌溉深度为20或25毫米，灌浆至成熟期采以湿润灌溉为主，每次灌溉深度为10或15毫米；小苗移栽后12天时，撤水落干晒田，至田面微裂，表层土壤呈水分不饱和状态时将分蘖肥均匀地撒施于地表，然后在田埂上开多个小的灌水口，采用缓慢进水的方式灌少量微纳气泡水，待肥料全部溶化后随水渗入土壤较深层，封闭田埂上的灌水口，第3天补灌微纳气泡水，灌溉深度为25毫米左右，之后再行正常微纳气泡水增氧水灌溉管理；当全田茎蘖数达到目标穗数的80％时进行晒田，晒至田面坚实，人下田行走不陷脚，田面出现细裂缝；适时防治病虫害，当全田谷粒95％黄熟时及时收获。试验于2007年、2008年和2009年，在中国水稻研究所试验基地(浙江富阳，皇天畈)的标准试验田进行。试验设移栽至成熟期、孕穗期至成熟期、抽穗期至成熟期应用微纳气泡水灌溉水稻试验，以从移栽至成熟应用微纳气泡水灌溉，效果最佳。

试验采用大区对比，大区面积5×4(m²)，重复3次。在水稻分蘖期、幼穗分化期、抽穗期和乳熟期测定稻田表层土壤氧化还原电位，在盛蘖期和齐穗期取根样并考察根系特性，成熟期取样并测定产量。

图1和2为在试验田中，移栽至成熟应用微纳气泡水灌溉的情况下，稻田表层土壤氧化还原电位变化图。图3为实验室条件下相同体积(2000升)的普通灌溉水和微纳气泡水(用微纳气泡发生装置处理30min)中溶解氧含量随时间的变化曲线图。图4为实验室条件下，相同体积(2000升)灌溉水经过微纳气泡发生装置进行不同时间的预处理，水中溶解氧含量的变化曲线。表1为2007年和2008年从移栽至成熟应用微纳气泡水增氧灌溉的情况下，水稻产量情况。表2为不同生育阶段应用微纳气泡水增氧灌溉水稻的产量情况。表3为增氧处理下水稻根系生长特性，表4为移栽至成熟应用微纳气泡水增氧灌溉条件下水稻氮肥利用效率。由表1可知，微纳气泡水灌溉水稻的增氧栽培方法可以增加水稻有效穗和结实率，从而明显增加产量。由表2可知，移栽至成熟期应用微纳气泡水增氧灌溉水稻产量最高，随着应用微纳气泡水增氧灌溉时间的推迟产量增幅越小，但是在孕穗至成熟期应用微纳气泡水增氧灌溉得到的经济效应最好，因此生产上可以选择在孕穗至成熟期应用微纳气泡水增氧灌溉，以获得最大效益。由表3可知，水稻微纳气泡水灌溉水稻的增氧栽培法可以促进水稻根系生长，主要是增加根长和根干重并增强了根系吸收功能，有利于促进水稻营养吸收利用。表4应用微纳气泡水灌溉水稻增氧栽培法的水稻氮肥利用效率表明，本发明可以促进水稻对氮肥的吸收和利用，提高了氮肥利用效率并减少损失，是未来降低肥料成本、环保稻作的发展方向。

表1增氧灌溉下水稻产量及其构成因子

表2不同生育阶段微纳气泡水增氧灌溉下水稻产量和产量构成因素

表3增氧灌溉下水稻根系特性

表4微纳气泡水增氧灌溉对水稻氮素利用效率的影响

分析本试验数据，可以得出结论：在水稻移栽后应用微纳气泡水增氧灌溉可以促进水稻根系生长和功能，增加水稻产量，而且可以改善土壤速效养分含量，增加土壤肥力，还可以提高水稻氮肥利用效率，减少氮肥损失。

此外采用实施例2进行灌溉水增氧处理，试验表明，微纳气泡发生装置可以显著增加灌溉水溶解氧含量，随着设备预处理时间的延长，灌溉水溶解氧含量越高，但达到一定预处理时间后水中溶解氧含量即达到过饱和状态，此时继续延长处理时间对水中溶解氧含量的影响不大(图4)。当预处理水体较小(体积小于6000L)时可以预处理50分钟左右，如果是大水体(体积大于6000L)则预处理80分钟以上。应用处理过的微纳气泡水灌溉水稻可以促进水稻根系生长和营养吸收，最终增加产量。

Claims (5)

1.微纳气泡水灌溉水稻的增氧栽培法，其特征在于包括以下步骤：

1)精整秧田，稀播种子，培育带蘖壮秧；

2)移栽前结合整地，深施基肥，然后进行小苗移栽；

3)本田期采用微纳气泡增氧水灌溉水稻，灌溉时每灌一次水，待其自然消耗至田面呈湿润状态时，再灌下次水，构成浅水与湿润反复交替；

本田期间在小苗移栽至孕穗期每次灌溉微纳气泡增氧水深度为25～35毫米，在孕穗至抽穗期每次灌溉微纳气泡增氧水深度为15～25毫米，灌浆至成熟期采用湿润灌溉，每次灌溉微纳气泡增氧水深度为5～15毫米；

小苗移栽后7～10天施用分蘖肥；够苗后及时晒田；

本田期间小苗移栽后7～10天时，撤水落干晒田，至田面微裂，表层土壤呈水分不饱和状态时，将分蘖肥均匀地撒施于地表，然后采用多个灌水口缓慢进水的方式，灌少量微纳气泡增氧水，待肥料全部溶化后随水渗入土壤较深层，封闭灌水口，第2天或第3天补灌微纳气泡增氧水，灌溉深度为25～35毫米；之后再进行正常微纳气泡增氧水灌溉管理；

4)适时防治病虫害，当全田谷粒95％黄熟时收获稻谷。

2.如权利要求1所述的微纳气泡水灌溉水稻的增氧栽培法，其特征在于所述的步骤1)中选择地势平坦和土壤肥沃的田块作为秧田，在播种前15～20天对秧田灌水泡田，旋耕灭茬，平整秧板，播种前2～3天进一步平整秧田，播种时杂交稻每亩秧田用种量为10～15公斤，常规稻为20～30公斤，均匀播种，培育带分蘖的壮秧。

3.如权利要求1所述的微纳气泡水灌溉水稻的增氧栽培法，其特征在于所述的步骤2)中小苗移栽前稻田泡水至湿润并翻耕，移栽前1天将基肥全部施入已翻耕的稻田，然后进行耙田和耥田，使基肥均匀的混入土壤中，并在秧苗秧龄15～20天时进行移栽。

4.如权利要求1所述的微纳气泡水灌溉水稻的增氧栽培法，其特征在于所述的步骤3)本田期间全田茎蘖数达到目标穗数的80％时进行晒田，晒田程度应因地制宜，田面太湿，晒田5～7天，田面较干，晒2～4天，晒至田面坚实，人下田行走不陷脚，田面出现细裂缝即可。

5.如权利要求1所述的微纳气泡水灌溉水稻的增氧栽培法，其特征在于所述的步骤3)中采用微纳气泡发生装置进行微纳气泡增氧水灌溉水稻，微纳气泡发生装置灌溉步骤为：

a.将微纳气泡发生装置直接放入池塘，或在灌溉渠道和稻田灌水口处挖3米×2米×2米的处理坑，将微纳气泡发生装置放入处理坑中；

b.在进行灌溉前，微纳气泡发生装置进行增氧预处理50～80分钟，之后边处理边灌溉；

c.边处理边灌溉时处理坑的出水口和进水口处于对角线位置，或者通过埋设出水管的方式，从水坑的中部引水进行灌溉；

d.处理时将微纳气泡发生装置的进气口调小至1/3开口。

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