城市二级污水灌溉对城市绿地土壤化学性状的影响

采用城市二级污水对万寿菊(Tgetes erecta L.)、五彩石竹(Dinathus L.)、鸡冠花(Celosia argentea var.cristata)、高羊茅(Testucaarundinacea L.)、百日草(Zinnia elegans jacq)5种园林植物进行室内盆栽灌溉,以自来水灌溉为对照,研究城市二级污水灌溉园林植物对土壤化学性状的影响。研究表明:5种植物污灌处理和对照处理的土壤全氮、速效磷、速效钾含量差异均未达显著水平,但速效钾含量呈增加趋势。二级污水灌溉对土壤全盐量的影响总体呈增加的趋势,但目前土壤全盐量的绝对值尚未达到轻度盐渍化(0.1%)的危害水平,最高值为0.075%(高羊茅),说明短期灌溉不会引起土壤盐渍化,给园林植物带来养分胁迫。土壤pH值测定结果表明,污水灌溉土壤pH值呈增加趋势,但与对照差异不显著,长期灌溉pH是否还会增加,对园林植物的生长是否会产生不良的影响,还需要进一步的试验来验证。     

再生水灌溉对土壤主要盐分离子的分布特征及盐碱化的影响

通过田间试验,研究再生水纯灌、轮灌、重要时期灌清水等不同灌溉策略对西红柿和黄瓜地块土壤主要盐分离子的分布特征及盐碱化的影响。结果表明:对于西红柿地块,除Cl-和HCO3-在表土中的发生积累外,其他主要盐分离子均强烈受到灌溉水淋溶作用的影响,表现出向土壤深层迁移的特征,但是再生水灌溉未引起土壤剖面盐分的累积。对于黄瓜地块,土壤盐分分布对不同再生水灌溉策略的响应不同于西红柿地块,强烈的蒸发作用造成了主要盐分离子(除HCO3-外)在土壤表层中出现积累,但是未监测到盐分在深层土壤中累积。再生水灌溉对西红柿和黄瓜地块土壤的pH值和SAR值均未产生显著影响,但是较高的pH值(>8.0)说明长期灌溉再生水可能引起土壤的碱化。研究认为重要时期灌清水处理在控制土壤盐分累积方面效果明显,且未引起土壤发生碱化,可作为短期再生水灌溉果蔬菜(西红柿、黄瓜)的有益尝试。     

再生水灌溉草坪对土壤质量影响的试验研究

采用随机区组设计,研究了再生水(Reclaimed Water)灌溉黑麦草(Lolium perenne L.)、早熟禾(Poapratensis)、高羊茅(Festuca arundinacea)、结缕草(Zoysia japonica)、野牛草(Buchloe dactyloides)、麦冬(Radix liriopes)6种草坪草对土壤质量的影响,结果表明:(1)再生水灌溉能增加土壤养分,但根据养分在土壤中迁移的难易程度及不同草坪的根系分布特征,再生水灌溉输入的养分在土壤剖面分布不同;(2)再生水灌溉后的土壤虽然碱化度处在5%～10%弱碱化范围,但与自来水灌溉相比,其在土壤剖面中的分布有扩大的趋势;(3)在6种供试草坪草中,再生水灌溉后黑麦草和结缕草土壤质量最好,可见黑麦草和结缕草比较适宜进行再生水灌溉。     

建筑回填土中再生水灌溉对草坪草生长及土壤理化性质的影响

为探明建筑回填土条件下草坪草种植的适宜性以及再生水灌溉对草坪草生长和土壤理化性质的影响情况,选用黑麦草为试验对象,通过室内盆栽试验的方式,设置清水灌溉、再生水灌溉、清水—再生水交替灌溉3个处理,研究了呼和浩特市建筑回填土灌溉再生水对草坪草生长及土壤理化性质的影响。试验发现:(1)与清水灌溉相比,清水—再生水交替灌溉、再生水灌溉下的草坪草生长速率分别增长了23%,34%。(2)各处理草坪草在质地、盖度、均一性方面的得分表现为:再生水灌溉清水-再生水交替灌溉清水灌溉,但差异性不显著(P0.05)。(3)到观测结束期时,再生水、清水—再生水交替灌溉下的土壤全盐量较对照组分别增加了8%,3%。(4)不同灌溉水质条件下黑麦草对土壤重金属的富集具有差异性,土壤中重金属含量有增有减。试验结果表明,再生水灌溉对草坪草的生长速率有很明显的促进作用,草坪草的颜色在再生水灌溉下要显著优于其他处理(P0.05)。同时,对试验土壤及草坪草的后期分析能够发现,短期内再生水灌溉下的土壤不会对草坪草产生盐害,土壤也均未受到污染,可见短期内建筑回填土下使用再生水灌溉草坪草是可行的。     

再生水灌溉对典型土壤盐分和离子浓度的影响

为推动再生水安全灌溉,避免土壤盐渍化。该文研究了不同再生水灌溉年限对土壤盐分的影响。结果表明,不同再生水灌溉年限对各层土壤电导率、pH值无显著影响,而钠吸附比有所增加,但仍在适宜范围内。再生水灌溉后土壤中Na+、Mg2+、K+和Cl-含量总体呈现增加趋势,但在0～40 cm层位增加不显著,40～80 cm存在增加明显,土壤盐分在降水淋溶作用下具有向根系活动层以下迁移的趋势,华北地区气候条件下再生水灌溉引起耕层土壤盐分显著累积的风险较低。     

黄河三角洲海水灌溉对土壤性质的影响研究

通过2年在黄河三角洲进行海水灌溉对土壤性质的影响研究．结果表明：海水灌溉后土壤剖面中盐分含量有所上升,并在0～100cm土层中有盐分积累现象;土壤中存在的盐分主要以NaCI为主,Na^ 和Cl^-与土壤全盐含量呈直线线性相关,且达到极显著水平;海水灌溉后土壤的钠吸附比(SAR)在0～60crn土层内有所升高;土壤的pH值在海水灌溉前后基本没有什么变化;残余碳酸钠(RSC)都为负值。因此,在黄河三角洲地区运用海水灌溉不会引起土壤的碱化,并使土壤性质变差,但在海水灌溉过程中必须防治次生盐渍化的发生。     

再生水灌溉对土壤和葡萄品质的影响

2011—2013年,经过3年小区实验,分析了再生水灌溉对土壤和葡萄品质的影响。实验结果表明,再生水区的土壤总氮、总磷和有机质的含量呈现低于清水对照区的趋势,而硝态氮与碱解氮含量却高于清水对照区。再生水灌溉区土壤Cd含量高于清水对照区,而Pb、Cu的含量均低于清水对照区。土壤中重金属有一定的积累现象,但均未超出《土壤环境质量标准(GB 15618—1995)》中的重金属限量值,说明短期再生水灌溉未造成土壤重金属污染。再生水灌溉在一定程度上能提高葡萄的产量,但对葡萄的品质未产生有利的影响。3年实验中,再生水灌溉区葡萄的重金属含量低于清水灌溉区,说明短期再生水灌溉对葡萄重金属含量的影响不大。研究表明再生水可以用作灌溉用水,但再生水中重金属对环境的影响是长期的、积累的、复杂的,要确保再生水灌溉的安全还需进一步研究。     

再生水及盐溶液入渗与蒸发对土壤水盐和碱性的影响

为研究再生水利用对土壤盐碱性影响的特殊性,采用室内大型土槽试验,对比研究了清水、再生水和钠吸附比(sodium adsorption ratio,SAR)分别为3、10和20(mmolc/L)0.5的盐溶液入渗与蒸发10次(模拟灌溉2a)期间对土壤及土壤溶液盐分迁移累积和碱性的影响。结果表明:与清水相比,再生水和SAR值为20(mmolc/L)0.5的盐溶液处理中0～40cm深度壤土含水率较高,80～120cm砂土含水率的增加产生滞后现象;再生水和盐溶液入渗与蒸发后土壤中盐分产生累积,累积量为9.54%～51.83%,而再生水处理中淋洗液带出的盐分最多,是其他处理的1.09～1.42倍。清水、再生水和盐溶液处理土壤溶液钠吸附比(SAR)<3(mmolc/L)0.5,土壤pH值<8.5,再生水和盐溶液入渗与蒸发引起土壤碱化的风险较低。再生水入渗与蒸发后土壤溶液中K+和Ca2+在土体中的迁移分布与清水和盐溶液处理不同,再生水对土壤中Cl-有较强的淋洗作用,长期再生水灌溉过程中土壤K+、Ca2+和Cl-的迁移和淋洗需要引起重视。试验结果对农业中长期安全合理利用再生水具有指导意义。     

再生水灌溉水平对土壤盐分累积与细菌群落组成的影响

为探明再生水不同灌水水平下土壤盐分、氮素、磷素与细菌群落组成动态变化效应,采用室内土柱灌水试验,研究再生水、自来水不同灌水水平对土壤盐分、氮素、磷素及细菌群落组成结构的影响。结果表明:1)再生水灌溉相比自来水显著提高了0~60 cm土层盐分含量、磷素及0~30 cm土层氮素含量也有所提高,降低了土壤细菌群落多样性和OTU数量;充分灌溉相比非充分灌溉提高了深层土壤盐分含量,降低了深层土壤细菌群落多样性和种类数。2)不同处理土壤细菌类群以放线菌门(24.5%~40.6%)和变形菌门(22.4%~30.3%)为主。非充分灌溉下,再生水灌溉相比自来水提高了土壤放线菌门、绿弯菌门、厚壁菌门及酸杆菌门比例,降低了变形菌门比例;充分灌溉下,再生水灌溉相比自来水大幅度提高了土壤放线菌门和硝化螺旋菌门比例,降低了土壤变形菌门、绿弯菌门、酸杆菌门及厚壁菌门比例。无论是在充分灌溉还是非充分灌溉下,再生水灌溉均对土壤放线菌门表现为促进作用,对变形菌门表现为抑制作用。再生水充分灌溉相比非充分灌溉对土壤放线菌门和变形菌门具有促进作用,对土壤绿弯菌门、酸杆菌门和厚壁菌门具有抑制作用;再生水灌水水平越高,越有利于土壤中优势菌群的生长。3)各处理土壤细菌代谢通路丰度占比最大的为膜转运、碳水化合物代谢及氨基酸代谢,再生水辅以较高灌水水平能够显著促进表层土壤微生物膜转运、碳水化合物代谢及氨基酸代谢过程。因此,再生水较高灌水水平可促进土壤物质能量循环,且对土壤细菌代谢繁殖过程也可起到积极的调节作用。研究可为再生水灌溉下的土壤生态环境效应研究提供依据。     

灌溉水盐分组成对土壤水盐迁移参数的影响

淡水资源不足和盐渍化是干旱地区农业生产的限制因子。研究水盐迁移参数是水盐调控的重要目标。为此,该研究以甘肃省秦安县兴国镇果园土样为研究对象,采用水平土柱入渗法,探讨不同盐溶液(氯化钠、氯化钠和氯化镁、氯化钠和氯化钙、氯化钠和氯化钾)在矿化度均为3 g/L的条件下对土壤水分扩散率和盐分离子水平迁移的影响。结果表明:不同盐分组成的灌溉水质和含水率对土壤水分扩散率的影响均达极显著水平(P0.01)。在灌溉水矿化度均为3 g/L的条件下,氯化钠盐溶液传输水分的潜在能力最大,加入一定的复盐对水分的传导起到阻滞作用,阻滞能力的大小是:氯化钙氯化钾氯化镁。不同盐分组成的灌溉水对土壤碳酸氢根和硫酸根的水平迁移具有显著的影响(P0.05),对盐分、钙离子和钠离子水平迁移具有极显著的影响(P0.01)。入渗距离对土壤pH的影响以及灌溉水盐分组成对土壤钠吸附比的影响均达显著水平(P0.05)。灌溉水盐分组成对模型参数初始值和终止值有显著的影响,参数初始值和终止值均呈现:氯化钠氯化钠和氯化镁氯化钠和氯化钾氯化钠和氯化钙。因此,从微咸水利用和盐渍化土壤改良的角度考虑,在微咸水灌溉中加入一定量的钙制剂可抑制水分扩散和降低土壤盐分含量;从灌溉方法来看,需从地块的两端轮换灌溉可预防地块一端脱盐而另一端积盐的现象。这一研究结果对于指导干旱、半干旱地区微咸水利用具有重要的科学意义。