[发明专利]一种提高冬小麦水分利用效率的方法和系统

说明书

本发明涉及一种提高冬小麦水分利用效率的方法和系统，包括：农作物干旱程度评估；选择断根时期；确定切根量；冬小麦当前生育期根系空间分布计算；确定断根深度；确定断根位置；断根。本发明所述方法采用对气候和田间的湿润程度进行评估，以及根据冬小麦前期长势和干旱评估，确定断根量。通过建立根系分布数学模型，以判断小麦根系发育情况，由此确定断根时机、位置、深度等参数。所述的系统采用断根凝结的方法，阻止农作物根系被切断后从切断刀流出营养液体，尽量减少伤流，使断根后的农作物快速回到原有的长势，避免因为断根部位坏死造成作物减产甚至枯萎，提高了农作物生长过程中的水资源利用率，改善和保持了农田的土壤墒情和肥力。

技术领域

本发明涉及一种提高冬小麦水分利用效率的方法和系统，是一种节水环保的农田管理措施，是一种提高农作物产量和水分利用效率的方法和系统。

背景技术

小麦是主要粮食作物，而在半干旱的旱作农业区，水资源贫乏成为限制小麦高产的主要因子，植物个体间竞争最强烈的环境资源是土壤水分，而根系是竞争水分最主要的器官。根系生长发育状况与作物产量密切相关，合理调控根系生长可以促进作物地上部与地下部的协调发展，有利于作物产量提高。

在农业生产实践中，通过合理的农艺措施促进地上、地下群体协调发展，实现作物水资源的高效利用，一直是旱地农业研究的重点。

目前，利用断根（伤根）的方式，在产量变化不大的条件下，提升作物水分利用效率。然而该方法会造成断根部位“伤流”，从断根处流出的液体富含作物生长所需的养分，流失太多，会造成长势衰弱，断根后一段时间内作物长势收到影响，甚至会因为断根部位坏死造成作物减产甚至枯萎。

发明内容

为了克服现有技术的问题，本发明提出了一种提高冬小麦水分利用效率的方法和系统。所述的方法和系统根据冬小麦前期长势和干旱评估，确定需要断根量，根据小麦根系发育情况确定断根位置、深度和角度利用机械装置，在断根的同时对断根部位进行加热，从而避免断根部位“伤流”，避免伤流液的蒸发以及异物的进入，减轻甚至消除断根后作物长势受到影响的情况发生，有效提升小麦的水资源利用效率和抗旱保产效益与效果。

本发明的目的是这样实现的：一种提高冬小麦水分利用效率的方法，所述方法的步骤如下：

农作物干旱程度评估的步骤：首先评估历史长序列条件下，作物不同生育期的干旱程度，并评估当前生育期的真实干旱程度；如果：真实干旱程度大于历史干旱程度，同时历史干旱程度的评估表明，其干旱为加强趋势，即下一个生育期干旱程度大于当前生育期，则需要根据当前生育期的真实干旱程度确定切根量；

选择断根时期的步骤：根据冬小麦生长过程，选择冬小麦进入返青期前后两天的范围内作为进行断根处理的时机；

确定切根量的步骤：根据气候和土壤的干湿程度，确定10%～40%的断根切根量；

冬小麦当前生育期根系空间分布计算的步骤：根据根系较完全的发育阶段的资料，利用多种函数进行拟合，根据相对误差较小、相关较显著的原则，建立的冬小麦根系生长模型，根据冬小麦根系生长模型确定冬小麦根系分布；

确定断根深度的步骤：根据根长密度公式计算当前生育期小麦根系分布：

式中，RLD为根长密度，Z为土壤深度（cm）；a、b、c、d为参数，根据影响冬小麦根系发育的积温和土壤水分、降雨因素、冬小麦品种及生育期确定；

确定断根位置的步骤：根据冬小麦根系生长模型所确定的冬小麦根系分布，以主茎为中心划圆，圆内包含的根系干重占总干重比例为25%～50%，以所述圆与株行平行的切线为断根位置；

断根的步骤：按照所选择的断根时机、断根位置和断根深度，对冬小麦的根系进行切断作业，去掉部分次生根，在对冬小麦的根系切断的同时对切断部位进行凝结处理，阻止伤流，减少断根对农作物根系的伤害。