CN108718577A - 新型多能高效生态田园 - Google Patents

Abstract

新型多能高效生态田园，技术领域：农业、水利，该发明要解决的技术是：对只能种一季中稻的平坝湿地，通过技术手段解决这部分土地的排水排湿，将稻后的八个月荒芜期充分利用起来，使土地利用率和经济效益显著提高。该技术是利用水往低处流的特点，对平坝湿地进行改造，第一种主要改造力式是将平坝改造成凹凸两部分小畦块，凹的部分功能是排水排湿、种植、养殖和蓄水，凸的部分是上半年种水稻，下半年排湿后种旱地作物。第二种改造方式是窄畦块窄排水沟，沟路合一。两种改造模式都可以实现畦沟密布，达到良好的排水排湿效果，可以配套进行。对非耕湿地用类似凹凸畦块法进行改造，同样可获得良好的经济效益和优美的生态环境。

Description

新型多能高效生态田园

技术领域——农业、水利

背景技术：

我以我所在家乡的具体实际来谈这个问题。我家乡在四川省宜宾市珙县下罗镇，当地四周环山，中间是2000多亩的小平坝，土层深厚、肥沃，阳光充足，以种水稻为主。平坝四周山脚一带有几个山泉，供居民生活用水兼灌溉。雨水调和之年，靠自然降水和泉水完全能满足供水需求，若遇干旱，泉水连生活供水也难保，更别谈灌溉了。特别严重干旱之年，全坝2000多亩水稻田全干裂，收成严重减产。但倘若山洪爆发，全坝又成了汪洋，粮食作物全淹没，当然这样糟糕的情况基本要十年才有一遇。然而，在秋收后至次年春耕这几个月里，水资源又会白花花的流走，让人心疼。

我们此地一年只种一季水稻(中稻)，水稻在田里生长时间不足四个月(不计秧苗培养期)，其余八个月时间田内稻桩枯黄、杂草丛生，一片荒凉景象。原因是土地平坦，无法排湿，不能种植秋冬作物，土地利用率低。从经济收入方面计算，一亩水稻产量约500公斤，总产值一千余元，纯利润只有几百元(若考虑人工工资则更低)，效益极其低下。我所在的建新村四组，有平坦稻田60多亩，秋后种油菜1亩，其余全部秋后荒芜。

平坝区的田块面积按理应该较大并且规则，但在上世纪80年代土地承包到户时，为了搭配找补等原因，造成田块零碎，零星分散。平坝中的小块不足一平方丈，有的宽度一米，长度竟达到20多米。另外，田块的形状也不规则。我们此处直到现在，插秧、收割仍是人工操作，只是耕田用上了微耕机。但每一农户耕作时一会在此地一会儿又在彼地，由于田块之间相互隔离，微耕机就需要人工搬运，这种情况下怎么能提高劳动生产率。当我们在研究农业的发达与落后时，这是很值得解决的问题。

坝区肥沃的土地没有发挥出真正的作用，实在可惜。我观察了我县临近的江安县、长宁县、兴文县、高县等，这类只种一季中稻而秋冬荒芜的平坝肥沃上地也很多，如果放大到一个省乃至全国，则数量就更加惊人。所以，能用一种方法提升这类土地的利用率和经济效益，非常有必要。

我提出的方法就是平坝湿地凹凸畦块改造与利用。

用凹凸畦块法还可以对非耕湿地改造利用，比如川北的若尔盖湿地，它面积五万多平方公里，是黄河的主要水源地，由含水饱和的泥炭土构成，表画长杂草，下面是泥潭，人畜难以进入。虽有草但不丰，虽含水足但只保持自身饱和，均难以利用。这茫茫无际的泥潭湿地，人迹罕至，大片荒芜，经济价值很低。如何开发若尔盖湿地，我认为用凹凸畦块的办法是可行的。改造后，凸畦可以生长粮、草、果、蔬，凹畦可以蓄水更多，而且人为能够控制、可蓄可排，这样就将荒芜湿地变成了服务于经济社会的生态经济宝地。

在若尔盖湿地进行凹凸畦块改造，其凹畦深度和凸畦高度应当比水稻坝区要大，其深度和高度应各为2米，此为预计尺寸，具体尺寸由于实际条件不同应稍作调整。凹畦的底部应相通，必要时开闸流入黄河。

若尔盖湿地这么大，地表情况会多种多样，这种凹凸畦块的上地改造耕作模式不可能都适用，但一定有大多数地区适用。

发明内容：

要提高一年只种一季中稻的平坝湿地的土地利用率和经济效益，唯一的方法就是实行一年内水旱二季轮作，即上半年种水稻下半年种小麦、油菜、土豆。下半年种的都是旱地作物，那就必须在水稻收获后将水田改为旱地，从而在一年内实现水旱二季轮作的农田技改。

要将水稻收获后将水田改为旱地，就要对水田进行排水排湿。排水与排湿是实现水田改为旱地的两个阶段，排水在前排湿在后。排水阶段，因为水是流体，只要地表有高低，水就会从高处流向低处，从而实现排水。排湿阶段，是要将含在土壤里的水分排掉，这是以水蒸气的形式与土壤分离，需要的条件包含：阳光、温度、风速及时间，在同等条件下，时间越长水蒸气蒸发越多，土壤中含水量就越低。

以上就是水田改为旱地的两个条件，我们就必须创造这两种条件。具体怎么操作，我们先做一些模拟实验去认识一些客观现象，以此说明相关问题。

我们用甲、乙两个边长各为1米高10厘米的方形塑料盘，在两盘内均装8厘米厚含水量相同又能固形的稀泥，在盘上边缘开一个长5厘米高2厘米的缺口，此时缺口正好与泥上表面相平。接下来，我们将甲盘泥用宽6.6厘米的三条凹沟将其分成四条各宽20厘米的凸泥埂，在凹沟底部各凿一小洞，此时将甲乙两盘泥放在条件相同的露天。五天后我们用手触摸盘内泥土，对比排湿效果，甲盘条状泥埂明显比乙盘平块泥土更干更硬。我们可以再用类似情况说明：有两块大小干燥度相同的木板，将其中一块再分割成若干小块或木条，在相同外部环境中放置，五天后，称出小木块总重，并与大木板重量比较，大木板要重不少，表明小木块比另一块木板水分蒸发更严重。这些事实表明了一个道理，那就是水分的蒸发快慢与表面积有关，表面积大则蒸发快。所以，在阳光、温度、风速等都相同的外部环境下，我们改变地表形态，可以改良土壤排水排湿效果。通过比较两塑料盘中的泥土发现，进行凹凸畦块改造后的平坝湿地，其排水排湿功能将大大改善和提高。

通过以上论证，我们明白了在平坝湿地用凹凸畦块改造实现排水排湿的基本道理。但排湿比排水更复杂、更重要，排水需要地表有低位，排湿需要地表有高位。凹凸畦块改造后，正好满足了既能排水又能排湿的需求。

下面我们用真实的平坝条件来讨论排水排湿问题。我们川南盆周山区有很多山间平坝，坝的宽度、长度达到了几百几千米。它的形成可能已经有千百万年，由雨水将四周山上的泥土冲积而成，土层深厚肥沃，利用得好就是良田沃土。但是它的一个致命弱点就是排水不畅排湿更难，只能种一季中稻。它排水不畅的原因是平坦，排水线太长。比如一个两山之间长一千米的平坝，东西排水线长度就是一千米，并且要经过数十个人为隔离的小田块土埂。用凹凸畦块改造后，凸畦的宽度是20米，水从凸畦两侧流入凹畦，排水线仅长10米，改造前的排水线长度是改造后的100倍，改造后大大缩短了排水线。一场大雨过后，凸畦的水可以1小时流完，而未改造前的平坝积水至少要100小时才能排掉。平坝湿地从排水到排湿环节，难度更大更重要，改造后的凸畦赢得的排湿时间是未改造平坝的100倍。时间对土壤排湿非常重要，如同我们洗脸的湿毛巾挂在空间，时间越长水分蒸发越多。

通过以上模拟实验，我们应当采取怎样的措施才能实现最佳的排湿效果，下面用附图说明和说明书附图做具体介绍。

附图说明：

图1平面图和图2剖面图是一个图的分解，此图是在一个平坝中取一块宽度为20米的田块，改作凹畦和凸畦各为10米的案例(其中凹畦10米在中间，左右两边的凸畦各为5米)。凹畦深一米，取出的泥土在左右两侧平上上垒成一米高的凸畦。这样，当凹畦蓄水一米，达到原地平线时，凸畦最高面仍比凹畦水面高出一米，能满足种植粮、蔬、果等的需求。这样改造后凹畦面积约占原面积的40％，凸畦面积约为原面积的60％(因凹畦两侧是凸畦，两端也必须是凸畦)。这种改造缩小了水稻种植面积，适合那些水源相对不足的地区。改造之后，经济效益提升显著，可以达到单种一季水稻的200％-500％，种植模式，凹畦蓄水并种水稻、养鱼虾，凸畦常年种植粮、蔬、果。

这种规格的凹凸畦块，改造后储水量每平方千米可达60万立方米，人工管控蓄洪可达100万立方米。因凹畦的四周都被凸畦包围，好像一个仰面朝天的大容器，凹畦的排水孔是可控的，暴雨时关闭排水孔，待洪峰过后再慢慢排放。

图3平面图、图4剖面图是一个图的分解。此图是在一个平坝中取一块宽度为28米的田块，在他的一侧挖一个深1米宽4米的凹畦，凹畦的取上在凹畦的左侧垒高1米宽4米的凸畦。凹畦右侧留一个宽20米的凸畦，此为一个改造单元。右侧可照此法循环改造另一个单元，或者用其他方法改造另一个单元，一个坝由若干个单元改造而成。

各畦块功能说明：

凹畦功能：排水排湿、种植、养殖、蓄水。插秧40天以后水位逐渐加深，此时投放鱼、龟、鳖、蛙等苗种，收稻后水位可上升至0.8米。种小麦前一个月水位降至0.6米，此时水旱轮作区有0.4米的水上空位，可满足油菜、小麦、蔬菜生长的排湿需要。凹畦的蓄水非常重要，只要有点农业常识的人都懂得农业的季节性很强，每年小麦油菜收割季节正是水稻插秧季节，能做到及时收割及时泡田插秧是最好的，此时凹畦的蓄水正好满足此时插秧泡田用水。此时节极易遭遇天旱，如果单靠自然降水根本不能满足，即使科技发达的国家也不能做到，当然水资源十分丰富的地区例外。水资源稀缺的地区改造时可适当增加凹畦宽度来增加蓄水量。凹畦不仅能蓄水，和专用蓄水库相比，还有这样的优点：它的蓄水功能附着在耕地上，不征地，不搬迁，不另投资。一个凹畦蓄水虽不多，但它可以叠加，一个片区可建10个，20个——50个，甚至更多。一个凹畦既是蓄水池，又是养殖地，农时又是耕地，且兼为旱作区、水旱轮作区排水排湿，还可以为防洪蓄洪发挥作用，洪水时关闭闸门，洪峰后开闸排水。

凸畦功能：凸畦是凹畦取土垒成，高1米宽4米，与凹畦相同。常年旱作或种水果，可起到绿化美化作用，还可提升经济效益，发洪水的时候平坝可阻挡洪水，可降低风速减轻风灾，亦可减轻农业季节性劳力紧张的矛盾，更可做低洼村庄洪灾逃生通道。凸畦宽度随凹畦宽度变化而变化。

水旱轮作区功能：此区是原有平坝的高度，土未动，比凹畦高1米，宽20米，上半年种水稻，稻后种旱地作物，如小麦、油菜、蔬菜、土豆等，此时凹畦蓄水深0.6米，留0.4米空闲水位为旱地作物排湿的之需。此区亦可常年旱作。

用这样的模式改造与耕种，在阳春三月是一副美丽的春景图：中高台上金黄的油菜花一望无垠，两侧各种作物的红花、紫花、白花竞相开放，好似一条金黄的绸带两边镶嵌着五彩花边。凹畦内碧水悠悠，群鱼逐波，凸畦上果树成行，果蕾绽放，树下人们钓鱼、散步、赏花，好不逍遥自在。不远处竹林掩映幢幢漂亮民居，小鸟和着轻音乐惬意的歌唱，已不见袅袅的炊烟，天然气灶正为勤劳的人们加工可口的饭菜，陶渊明憧憬的世外桃源，在新中国降临到了人间。人逢太平盛世，心生无限感怀，赋一顺口溜以抒心中眷念：

老者树下垂钓，触景心生微笑。

昔日杂草枯桩，如今鱼跃花香。

图5平面图、图6剖面图是一个图的分解，此图适用于在有些只能种一季中稻的平坝区，它的水资源十分丰富。在改造时将凹畦变窄，不留稻后蓄水、养殖功能，只保留凹畦排水排湿功能，改造数据以一个单元为例：水旱轮作区20米，排水凹畦宽0.2米，畦壁硬化0.1+0.1＝0.2米，合计20.4米。

畦壁硬化时，在底上0.2米处每隔2米留永久性排湿孔，在地平台下0.2米处留季节性排水孔。顶端用水泥砌块盖顶，宽0.4米作人行道，高0.3米作田埂保水。并且，沿凸畦留多个排水孔。

以上例举的6幅图中均未列出畦块的纵向即畦块长度的具体数据，因为改造的畦块为条状，它的长度应根据实际需要而定。它的长度可以是100米，200米或者500米。假如它的长度达到100-200米时，畦块的两端落差已达20厘米，此时应将水旱轮作区用小土埂隔开，并将这段水旱轮作区刨平以达到种水稻水平的要求。同时相应段凹畦用3米厚的凸畦分段，但凹畦底部应设可控水道相连。究竟畦块长度以什么长度分段为宜，应根据地块形状以有利于生产实际需要的原则来决定。

由于各地自然条件不同，凹畦与凸畦的宽体数据可做适当调整，比如凹畦它有一个重要功能是蓄水，在水资源相对缺少的地区，以图3平面图、图4剖面图为例，凹畦的宽度可增加为5米、6米或7米等。相反在水资源丰富的地区，甚至可以将凹畦蓄水功能减少为零，那就成了图5平面图、图6剖面图。同理，凸畦也应根据实际情况做调整，以图5平面图、图6剖面图为例，雨水多、土质粘的地区凸畦宽度可减少为15米、10米或者5米等。相反，亦可增加为30米、40米或者50米等。总之，要根据实际情况灵活适用。

以上三种畦块模式，功能有差异，应根据各地具体情况，选择性的组合实施。

具体实施方式：

一、认识问题

我国人多地少，吃饭是头等大事，充分发挥现有土地利用率显得尤为重要。中央十分重视农业，每年都发一号文件从政策到具体措施指导农村工作，以求推进农业稳步向前发展。平坝湿地由于排水排湿的困扰，没能发挥出它的优势，通过凹凸畦块、小畦块改造，能够使水得到合理、充分利用，使平坝湿地能水旱两作，从而使土地利用率、经济效益、生态环境、改善人民生活都有显著提升。这种土地改造，无论是已耕湿地和非耕湿地，都创新挖掘了土地潜力，突破了传统，具有里程碑的历史意义。

我们应牢记中央指示：全面深化改革，寻求新的经济增长点，创新驱动发展，实现伟大中国梦。

二、资金问题：

这是一个提升农村耕地质量的土地整理与水利工程，以及与生态相结合的基础工程，是一个长期利用的永久性工程，应当由政府及相关部门(如农业、国土、水利、环保等)的建设基金支撑，也可以协商由农业投资公司或个人投资。这种改造投资并不大，粗改(不硬化)每亩造价5000元以下，精改(硬化)每亩一万余元。比如四川省每年都有几十个点搞“金土地”工程，每个点投资2-3千万元，单就这项资金，每个点就可以改造几千亩。前几年，我所在的下罗镇也搞过“金土地”工程。

三、技术问题：

1.勘测设计：对拟改片区的土地倾斜度，土质粘度，灌溉水的进排方向，蓄洪与泄洪、以及当地水文气象资料，改造后所经营的项目从而决定凸畦凹畦的高度深度、长宽、走向、人行道、机耕道位置，精改还是粗改等，各方面都应根据实际认真分析评估，才能做出具体方案。这一环节十分重要，认真、细致、科学、客观必不可少。

2.工程施工：只需几台挖土机，几十个普通劳动力，就可组成一个工程队，每个工程队应有1-2个懂技术要领、认真负责的施工员。

四、土地问题：

这种模式的土地改造，必须要土地连片，统一规划设计。在当前就只有向农民租种进行土地流转或土地入股。这种土地改造，因为改造后有经济效益的提升，创造了土地流转的可能。如果还是只种一季中稻，在当前机械化水平低，劳动力费用高，自然条件多变的情况下，每亩还要付给农民几百元租金，土地大规模流转不可能实现。比如新闻报道重庆开县种粮大户以每亩200元租种土地，只干了一年承租户就不干了，坚持下来的微乎其微。然而在很多地方，即使每年每亩200元的租金，农民还不愿意出租土地。这种改造后的土地，相比种一季水稻有不小的增值空间，给土地出租方和承租方相互签约创造了条件。土地流转后要更多增加农民收入，承租方可通过吸收农民务工付酬来解决。改造后的土地应规模化，产业化，集约经营，最大限度的发挥土地价值。

农业要发展必须要改革创新，必须走规模化经营途径，只有规模化，现代科学技术才能在农业中得到充分利用，从而实现农业现代化。

Claims (1)

1.申请人要求保护发明的主题名称是：新型多能高效生态田园。

一、前序：本方案是要将延续了几百年或上千年的每年只种一季中稻的平坝水田，改造成每年水旱二季轮作，这是一种新思维、新理念、新方法、新项目，在现有技术中找不到最接近的范本作比较。

二、新方案的特征：

1、在原平坝水田中按照说明书、说明书附图改造凹凸畦块，这是利用水往低处流的特性而设计，区别于现有平坝。

2、凸畦面宽20米。这是凸畦表面水能快速流向左右两方的凹畦，使排湿赢得更多的时间，达到良好的排湿效果而设计的，这种功能现有平坝水田不具备。

3、凸畦顶面高于凹畦底面1米，这是为凸畦旱作时，油菜、土豆等浅根作物生长不受地下水影响而设计的，这个功能现有平坝水田不具备。

4、凹畦的设计。凹畦深度与凸畦高度一米结合，它既是排水畦也是蓄水畦。蓄水是为农业季节性用水之需，以实现水旱二季轮作的良性循环而设计的。此功能现有平坝水田不具备。

以上特征中2、4两条可因自然环境的不同而有所变化(见说明书第7-8页)。

用以上特征构造的畦块布局于平坝水田，能使平坝的各个角落都有短距离的排水点，(见第4页发明内容)使土壤快速进入排湿状态，从而实现良好的排湿效果，使土壤湿度适合旱地作物生长，最终实现一年种一季变一年种水旱二季，经济效益提高一倍的同时，还提升了生态环境。

权利要求：为提升已耕平坝湿地和未耕平坝湿地的土地利用率和经济效益，按照本说明书、说明书附图的方法建造的畦块布局于平坝，使土壤获得良好的排湿适合旱地作物生长，从而实现一年只能种一季中稻变为一年水旱二季轮作的农田技改与应用技术不被仿冒侵犯。