一种节水灌溉造林方法及其应用与流程

1.本发明涉及造林技术领域，具体涉及一种节水灌溉造林方法及其应用。


背景技术：

2.公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
3.缺水是当前干旱，半干旱地区林业发展面临的重大威胁。我国农林业灌溉用水主要依靠天然降水，地表径流和地下水资源。尤其是滨海盐碱地区，一方面淡水资源短缺，地下水资源多为咸水和微咸水，利用率不高；另一方面受土壤盐碱的胁迫，植物易产生生理干旱。因此，滨海地区造林绿化难度大，成本高，尤其是沿海防护林建设受海风、海雾、盐碱、缺水、缺良种等诸多因素影响，面临建设难、保存难、防护效果差，以及树种生长慢、寿命短、抗逆性差等难题，特别是抗逆性强、适生范围广的树种缺乏，已成为制约沿海防护林建设的“瓶颈”。
4.节水灌溉技术大致可分为节水灌溉工程技术和节水灌溉农艺技术。但是发明人研究发现，现有技术存在以下问题：(1)目前的节水灌溉工程技术，大都需要庞杂的工程施工，工程期长，工程量大，成本高。(2)节水灌溉农艺技术大都是针对特定地区和作物，适用面窄。(3)现有技术只是单一研究如何扦插提高成活率，或者如何节水高效造林，但是树种的整体成活率和造林效果欠佳。


技术实现要素：

5.为了解决现有技术存在的大型节水灌溉工程施工时间长、成本高，节水灌溉农艺技术缺乏普适性，传统打孔方法扦插效果和成活率低的问题，本发明提出一种新的节水灌溉造林方法，发明人研究发现，扦插方法与打孔方法存在一定关联性，将二者配合进行节水灌溉造林，与传统造林灌溉用水量450
‑
900m3/hm2相比，用水量是传统方法的1/720
‑
1/360，不仅极大的节约淡水资源，提高水分利用率，减少造林成本，而且在保证成活率和保存率的前提下，大大降低造林时间。
6.具体地，本发明是通过如下所述的技术方案实现的：
7.本发明第一方面，提供一种节水灌溉造林方法，包括如下步骤：
8.工序一：选择树种、造林地和造林时间；
9.工序二：插穗准备，选择种条，制成插穗；
10.工序三：插穗浸泡，扦插；
11.工序四：使用高压水枪在沙土上打孔插穗直插造林。
12.本发明第二方面，提供节水灌溉造林方法在节水灌溉造林领域中的应用。
13.本发明一个或多个实施例具有以下有益效果：
14.1)现有技术都是单一研究如何改善沙地或滨海地区扦插参数或如何节水灌溉，用
于提高成活率或降低用水量，但是都只能实现单一的成活率或节水效果。发明人研究扦插和节水工艺发现，通过选择合适的扦插方法，利用高压水枪在沙土上打孔后插穗直插造林的方法有效提高了造林成活率和保存率，提高了造林效率并实现节水灌溉。
15.2)滨海造林成活率85％以上就算是成功，通过使用本发明节水灌溉造林方法在海堤种植基地进行防护林营造，平均造林成活率为92％，保存率为86％，用水量为1.25m3/hm2，造林时间为3h/667m2/人。
16.3)本发明选用条龄为1～2年生、基径大于0.8cm、小头直径大于0.5cm的种条进行造林，1～2年生种条的再生能力高于2年生以上的枝条，对种条直径最小值的限制是出于种条生根和萌芽能力的考虑，直径越大再生能力越高，种条太细扦插生根率明显下降。本发明通过实践研究发现，扦插造林选择条龄1～2年生、基径大于0.8cm、小头直径大于0.5cm，无病虫害的种条，造林成活率高的同时，穗条应用率高，成本低。
17.4)本发明将种条剪截为18～20cm插穗，清水浸泡1～3d，每12h换水一次，出水后及时扦插，本发明通过实践研究发现，在滨海盐碱地进行直插造林时，环境条件十分恶劣，扦插苗面临海风、海雾和盐碱等多重胁迫，故用长度为18～20cm的插穗进行扦插，生根率更高。相比于10
‑
15cm插穗，清水浸泡2
‑
3天，6
‑
8h换水一次的方法，本发明选用的插穗尺寸以及浸泡时间可以提高造林成活率8
‑
10％。
18.5)使用水枪将插孔周边的沙土冲入空隙，使插条与湿土严密结合，这样做能够防止插孔内水分快速蒸发，利于扦插后苗木保水保活。通过设计高压水枪的长度、插入深度，可以与插穗长度相配合，使得插穗大部分位于沙土以下，吸收周围水分，同时裸露在沙土表面的插穗用于呼吸作用。
附图说明
19.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。以下，结合附图来详细说明本发明的实施方案，其中：
20.图1为本发明实施例1中所用高压水枪结构示意图；
21.其中：1、手柄，2、枪杆，3、支撑件，4、水管，5、活动件，6、限位件、7、紧固件。
具体实施方式
22.下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。
23.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
24.现有技术中，大型节水灌溉工程施工时间长、成本高，节水灌溉农艺技术缺乏普适性，传统打孔方法扦插效果和成活率低，为了解决这些问题，本发明提出一种新的节水灌溉造林方法，发明人研究发现，扦插方法与打孔方法存在一定关联性，将二者配合进行节水灌
溉造林，与传统造林灌溉用水量450
‑
900m3/hm2相比，用水量是传统方法的1/720
‑
1/360，不仅极大的节约淡水资源，提高水分利用率，减少造林成本，而且在保证成活率和保存率的前提下，大大降低造林时间。
25.具体地，本发明是通过如下所述的技术方案实现的：
26.本发明第一方面，提供一种节水灌溉造林方法，包括如下步骤：
27.工序一：选择树种、造林地和造林时间；
28.工序二：插穗准备，选择种条，制成插穗；
29.工序三：插穗浸泡，扦插；
30.工序四：使用高压水枪在沙土上打孔插穗直插造林。
31.插穗是扦插材料，用于扦插的带有成熟叶片(母叶)和健壮叶芽的小段枝条。
32.与城市绿化不同，滨海海浸盐渍区是是直接或间接受海水或海潮影响的地区,受海洋暖湿气流的影响，海洋气候较明显。滨海地区距海愈远，地下水埋藏越深。地下水矿化度一般来说比海水高，因为受海潮侵袭和海水频繁补给等蒸发浓缩的影响，距海近的地方约为120
‑
150g/l，最高可达250g/l。地下水的化学组成以naci为主，cl
‑
约占阴离子总量的80
‑
90％，so
42
‑
次之，hco3‑
和co
32
‑
含量最少。
33.因此需要选择合适的树种进行栽植，所述树种选自柽柳，优选为中国柽柳和甘蒙柽柳。
34.柽柳喜生于河流冲积平原，海滨、滩头、潮湿盐碱地和沙荒地。其耐高温和严寒；为喜光树种，不耐遮荫。能耐烈日曝晒，耐干又耐水湿，抗风又耐碱土，能在含盐量1％的重盐碱地上生长。深根性，主侧根都极发达，主根往往伸到地下水层，最深可达10m余，萌芽力强，耐修剪和刈割。
35.但是常见扦插柽柳的方法存在诸多问题，例如，扦插时耗水量高，费时费力，插穗长度过短，导致其存活率较低，插穗长度过长，打孔难度增加，也就是说现有技术无法平衡树种扦插效率、成活率和耗水量。
36.优选地，所述造林地土壤含盐量一般要求氯化物盐土1.0％以下，土壤ph值8.5以下，造林地土壤质地为沙土。
37.氯化物含量影响树种吸收水分和养分，ph影响植物体内的酸碱平衡。氯化物含量过高，不利于树种汲取水分和养分，ph过高导致树种体内微环境发生变化，导致无法进行正常的代谢过程，进而影响树种的成活率和保存率。
38.优选地，所述造林时间为春季树种萌芽前。
39.春季造林一般在3月份，此期树体的蒸腾作用比较低，气温回升，树液流动，树木根系再生能力旺盛，愈合发根快，有利于苗木生根发芽。春季造林宜早不宜迟，应在土壤化冻后立即开始造林，在苗木萌芽后停止造林。选择在萌芽前进行造林目的是让树种适应扦插后的环境，如果萌芽后再进行扦插，萌芽过程需要大量养分和水分进行生长，树种需要一定的时间适应新生长环境，其吸收水分和养分的效率与需求量不匹配，降低成活率。
40.种条直径最小值影响种条生根和萌芽能力，直径越大再生能力越高，种条太细扦插生根率明显下降。本发明通过实践研究发现，扦插造林选择条龄1～2年生、基径大于0.8cm、小头直径大于0.5cm，无病虫害的种条，造林成活率高的同时，穗条应用率高，成本低。
41.在滨海盐碱地进行直插造林时，环境条件十分恶劣，扦插苗面临海风、海雾和盐碱等多重胁迫，故用长度为18～20cm的插穗进行扦插，浸泡时间为1～3天，每12h换水一次，生根率更高。相比于10
‑
15cm插穗，清水浸泡2
‑
3天，6
‑
8h换水一次的方法，本发明选用的插穗尺寸以及浸泡时间可以提高造林成活率8
‑
10％。
42.本发明提供一种节水灌溉造林方法用高压水枪，包括：手柄和枪杆，所述手柄通过支撑件与枪杆连接，支撑件还设有活动件，枪杆靠近支撑件的一侧设有限位件，水管与手柄连接。
43.支撑件与枪杆同轴，手柄与支撑件固定连接，夹角为100
‑
150
°
，手柄端部远离枪杆端部。使用时，手掌握住手柄，由于手柄与支撑件存在一定角度，符合使用习惯，用力时，手柄上一部分分力能直接用于向下打孔。
44.如果手柄与支撑件垂直，为了向下穿孔，手掌紧握手柄，向下的力完全来自于手柄与支撑件接触点，手柄和支撑件容易脱落。
45.活动件位于支撑件上，以接触点为中心，手掌在手柄上，手指控制活动件方向控制水流的开关。当活动件与支撑件垂直时，水流停止，当活动件与支撑件存在夹角时，水流流出。
46.枪杆靠近支撑件的一侧设有限位件，用于控制打孔深度。
47.为了更好地固定支撑件和枪杆，所述支撑件与枪杆之间还设有紧固件，所述紧固件优选为螺丝紧固件。
48.优选地，所述枪杆长40
‑
50cm，口径0.5
‑
2cm，优选为枪杆长50cm，口径1cm。
49.优选地，所述限位件与枪杆末端的距离为15cm。
50.水车设有水泵，水泵连接分水口，分水口连接水管。使用高压水枪配套水车，可以解决滨海盐碱沙土地造林后淡水灌溉的问题。因为滨海盐碱地区，地下水矿化度高，不能采用地下水灌溉。同时淡水资源缺乏，为节约水资源，只能借助园林用淡水灌溉，因此利用水车装载运输淡水，打孔的同时进行淡水灌溉，既快速又节省人力，节省管道，节水，节约成本。
51.优选地，一台水车的水泵可连接两个分水口，每个分水口连接两个水管，也就是说一辆水车4组同时扦插，每分钟插条60
‑
80根，有效提速了造林时间，节省了人力。
52.水泵流量为50
‑
60l/min，压力为1.5
‑
3.5mpa，转速为1200
‑
1400r/min。
53.在本发明一个或多个实施例中，使用高压水枪在沙土上打孔插穗直插造林的方法包括：将高压水枪与水车连接、打孔、扦插、封口。
54.首先，利用高压水枪打孔灌溉，由传统的“先挖坑，再栽植，后浇水”改为“先打孔，同时灌水，最后栽植”的方法，打孔和灌水同时完成，且借助水枪的压力使得打孔省时省力，一辆水车4组同时扦插，每分钟插条60
‑
80根，有效提速了造林时间，节省了人力。其次，高压水枪配套水车，人员作业时有水车跟随，使操作人员不必拖着沉重的水管，作业时只需采用3
‑
5米1cm内径的软管即可，活动方便，效率提高。再次，高压水枪打孔灌溉，用水量少，平均种植1个插穗用水量为250g，按株行距为1m
×
2m计算，种植1hm2(5000株)防护林用水1.25m3，与传统造林灌溉用水量450
‑
900m3/hm2相比，用水量是传统方法的1/720
‑
1/360，极大的节约了淡水资源，提高了水分利用率，减少了造林成本。最后，用水枪将插孔周边的沙土冲入空隙，使插条与湿土严密结合。这样做能够防止插孔内水分快速蒸发，利于扦插后苗木保水保
活，促进插穗生根萌芽，成活率可达92％。
55.所述打孔包括使用高压水枪进行薄膜穿孔，后压水进行沙土打孔，孔深15cm。扦插包括将插穗直插，完全插入土中；所述封口包括使用高压水枪将插孔周边的沙土冲入空隙，使插条与湿土严密结合，避免水分蒸发。
56.所述扦插密度为株行距1m
×
2m至1m
×
4m，2500～5000株/hm2。
57.所述节水灌溉造林方法还包括造林后管理，包括：插穗萌芽后及时抹芽和修枝整形；
58.抹芽也叫掰芽，此时芽子很嫩很脆，用手轻轻一抹，即可除去，故称抹芽或掰芽。抹芽的好处是：集中树体营养，使得留下来的芽子，可以得到充足的营养，更好地生长发育。
59.优选地，所述插穗萌芽后及时抹芽包括：培育丛状苗木，一次定3～5个芽，培育单主干苗木，萌芽时先留2个芽，高生长达5～10cm时，只保留一个芽。
60.修剪是对树木的某些器官(枝叶、花等)加以疏删短截，以达到调节生长，开花结实的目的；整形是通过修剪树木枝条，采取剪、锯、捆、绑、扎等手段，使树木生长成特定形状。
61.所述修枝整形包括1～3年生幼树，冬季进行修枝整形，分别培养灌丛或乔化林分，成年林木出现部分枯稍和树冠内膛空叶时，需交替短截或疏除部分老枝，复壮树势。
62.冬季修剪，又叫休眠期修剪，(一般在前一年12月至次年2月)。也可以在早春进行，以免伤口受风寒之害。冬季修剪对观赏树木树冠的形成、枝梢生长、花果枝形成等有很大影响。树木长期不修剪或修剪不及时、不到位易造成树形杂乱、枝干比例失调、树势衰弱、枝条密集等现象，严重的将导致第二年树木病虫害爆发问题。
63.本发明第二方面，提供节水灌溉造林方法在节水灌溉造林领域中的应用。
64.下面结合具体的实施例，对本发明做进一步的详细说明，应该指出，所述具体实施例是对本发明的解释而不是限定。
65.实施例1
66.一种节水灌溉柽柳造林方法，包括步骤如下：
67.1.树种选择：中国柽柳
68.2.造林地选择：土壤含盐量一般要求氯化物盐土0.5
‑
0.9％，土壤ph值8.0
‑
8.4。造林地土壤质地为沙土。
69.3.造林时间：春季萌芽前。
70.4插穗准备：选择条龄1～2年生、基径大于0.8cm、小头直径大于0.5cm，无病虫害的种条。将其剪截为18～20cm插穗，按直径分级，计数打捆。
71.5插穗浸泡：将剪截好的插穗进行清水浸泡1天，每12h换水一次，出水后及时扦插。
72.6.造林技术要点：应用农用高压水枪在沙土上打孔插穗直插造林的方法：
73.(1)机械准备：配备灌装水车连接水泵，流量为50l/min，压力为1.5mpa，转速为1200r/min。水泵连接分水两个分水口，每个分水口连接2根水管，一台机器同时可进行4组造林。水管4末端连接高压水枪，水枪分为手柄1和枪杆2两部分，水管4连接手柄1，手柄1与活动件5连接在支撑件3上，手柄1和活动件5控制出水，支撑件3通过紧固件7与枪杆2连接，枪杆2长50cm，口径1cm，在枪杆2末端15cm处设置垂直于枪杆的限位件6，用于控制孔深。
74.(2)打孔：应用高压水枪进行薄膜穿孔，后压水进行沙土打孔，孔深15cm。
75.(3)扦插：将插穗直插，完全插入土中。
76.(4)封口：最后用水枪将插孔周边的沙土冲入空隙，使插条与湿土严密结合。
77.(5)密度：株行距1m
×
2m，5000株/hm2。
78.7.造林后管理：
79.(1)插穗萌芽后及时抹芽。培育丛状苗木，一次定3～5个芽。培育单主干苗木，萌芽时先留2个芽，高生长达5～10cm时，只保留一个芽。
80.(2)1～3年生幼树，冬季进行修枝整形，分别培养灌丛或乔化林分。成年林木出现部分枯稍和树冠内膛空叶时，需交替短截或疏除部分老枝，复壮树势。
81.树木的成活率＝成活林木数/总数
×
100％(栽后3个月统计)。
82.树木保存率＝存活林木数/总数
×
100％(栽后1年统计)。
83.2019年4月
‑
2020年4月期间，在山东柽霖生态科技股份有限公司潍坊滨海新区海堤种植基地，通过此节水灌溉柽柳造林方法进行防护林营造。按照本申请阐述的方法，一年生造林苗木生长高度是1
‑
1.5m，平均造林成活率为92％。
84.传统方法造林技术要点：采用直插造林
85.(1)整地：将土地深耕耘细，作畦，畦面宽1
‑
1.2m。
86.(2)扦插：先用木棍打孔，后进行扦插，扦插深度略大于打孔深度，插穗露出土壤2cm。
87.(3)封口：扦插后将插穗与土之间的空隙封严。
88.(4)灌水：采用喷灌进行灌水，扦插后保持土壤湿润。用水量约为450
‑
900m3/hm2。
89.(5)密度：1m
×
1m，10000株/hm2。
90.表1.实施例1和传统方法造林效果对比
[0091][0092]
实施例2
[0093]
与实施例1区别在于：
[0094]
插穗浸泡：将剪截好的插穗进行清水浸泡3天，每12h换水一次，出水后及时扦插，其余条件与实施例1相同。
[0095]
浸泡时间长，插穗吸水更充分，有助于提高成活率，使用本实施例种植的防护林成活率为93％，保存率为84％。
[0096]
实施例3
[0097]
与实施例1区别在于：株行距1m
×
3m，其余条件与实施例1相同。
[0098]
株行距宽，有助于优化树种在沙土中的养分、水分分配，避免恶性竞争，使用本实施例种植的防护林成活率为93％，保存率为86％。
[0099]
实施4
[0100]
与实施例1区别在于：水泵流量为60l/min，压力为3.5mpa，其余条件与实施例1相同。
[0101]
水泵流量大，压力大，有助于制造更深的孔洞，并在孔洞中注入较多地水，有助于提高树种的成活率和保存率，使用本实施例种植的防护林成活率为93％，保存率为87％。
[0102]
对比例1
[0103]
与实施例1区别在于：
[0104]
插穗浸泡：将剪截好的插穗进行清水浸泡3天，每24h换水一次，出水后及时扦插，其余条件与实施例1相同。
[0105]
与实施例1相比，对比例1插穗浸泡时间长，换水间隔时间长，不利于插穗进行呼吸作用，进而使用本实施例种植的防护林成活率低，仅为85％。
[0106]
对比例2
[0107]
与实施例1区别在于：
[0108]
株行距2m
×
3m，其余条件与实施例1相同。
[0109]
与实施例1相比，对比例2株行距间距较大，虽然有助于吸收水分和养分，减少竞争，但正是因为缺少竞争，导致树木扎根较浅，不能有效抵挡风对树木的伤害，进而使用本实施例种植的防护林保存率低，仅为80％。
[0110]
对比例3
[0111]
与实施例1区别在于：配备灌装水车连接水泵，流量为40l/min，压力为1.0mpa，其余条件与实施例1相同。
[0112]
与实施例1相比，对比例3水泵和水管流量低，压力小，不利于击穿沙土形成孔，或者形成的孔洞深度较浅，水在沙土内的渗入量较少，进而导致树木前插后不能获得足够的水分或抓地力，使用本实施例种植的防护林成活率低，仅为83％。
[0113]
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。