华北地区苜蓿再生水灌溉研究

根据苜蓿再生水灌溉试验资料,对清水灌溉、混合水灌溉和再生水灌溉三种灌溉方式下苜蓿土壤中的氮素土壤剖面分布规律和作物指标进行了研究,其硝态氮、碱解氮、有效磷土壤剖面分布规律基本一致,其规律为:其氮素含量在0~40cm深度内随着深度的增加而有较大幅度的减少,40cm以下变化则较小;混合水灌溉和再生水灌溉的硝态氮、碱解氮、有效磷含量均高于清水灌溉。苜蓿侧枝增加数、株高增长速率和地上部干物重均为再生水处理最高。     

清水、再生水灌溉对甘蔗产量及品质影响的分析

为探求再生水灌溉对甘蔗产量及品质的影响,在大田试验条件下,试验设置再生水灌溉、清水灌溉以及无灌溉(天然降雨,CK)3种方式,每个处理设置三个重复。试验研究表明,由于再生水中富集的As、Hg等重金属元素对蔗种萌芽有抑制作用,再生水灌溉处理的萌芽率低于清水灌溉处理和无灌溉处理(CK),但再生水中富含N、P、K等元素,可以有效促进甘蔗的分蘖和蔗茎的生长,总的来说,再生水灌溉可提高甘蔗的单产,其单产分别比清水灌溉处理和无灌溉提高17.31%和80.35%;再生水富含N元素,在甘蔗成熟期灌溉会对甘蔗含糖分的累积有轻微的影响;再生水灌溉的重金属分布趋势是根部的重金属累积量最多,其次是蔗茎,最小是蔗叶,即根茎叶。再生水灌溉可促进甘蔗提高单产,但对甘蔗含糖分、重金属在蔗体的累积也有影响。     

喷灌条件下灌水量对建植初期紫花苜蓿产量与品质的影响

通过圆形喷灌机条件下的大田试验,研究了华北地区紫花苜蓿需水规律以及灌水量对苜蓿产量与品质的影响。结果表明:建植1年刈割4次的苜蓿,年需水量为663.39mm,平均日需水强度为3.6mm/d,需水量最大时期为第二、三茬。灌水量对全年产量影响不显著,其中85%ETc处理下年产量最高。在第一、四茬中,灌水量对产量影响不显著,85%ETc处理下获得最高产量;第二、三茬中,随灌水量增加产量逐渐增加,适当减少灌水(85%ETc)不会使产量明显减少,而灌水量减少至70%ETc时产量下降明显。同时,结果表明随着灌水量增加灌溉水分利用效率(IWUE)逐渐降低,且灌水量对各茬苜蓿品质均无显著性影响。综合考虑产量、品质与节水效果,建议采用85%ETc作为最优灌水量。     

圆形喷灌机条件下水肥耦合对紫花苜蓿产量的影响

在内蒙古鄂尔多斯市赛乌素地区开展了圆形喷灌机喷灌均匀性试验和苜蓿水肥耦合试验,研究了圆形喷灌机水肥耦合对苜蓿产量的影响。结果表明,建植5a并每年刈割3茬的紫花苜蓿,年需水量为469.4 mm,其各茬产量和水分利用效率(WUE)均逐茬递减,耗水量逐茬增加。适当减少灌水量(80%ETc)不会造成苜蓿的产量下降,但当灌水量减少至60%ETc时,产量会显著下降。苜蓿全年3茬均采用80%ETc的灌水处理可获得产量和WUE的最佳组合。第1茬施用90 kg/hm2的磷钾复合肥,第2、3茬施用70 kg/hm2的尿素时苜蓿的肥料偏生产力(PFP)最高,但不同肥力水平对苜蓿产量无显著影响,在全生长季内水肥耦合效应对苜蓿产量影响均不显著。圆形喷灌机尾枪控制面积内的实际灌水量超过其余控制面积的1/3,但产量未相应增加,建议合理配置尾枪以提高苜蓿水分利用效率。     

再生水灌溉对冬小麦产量和品质的影响

以龙口市污水处理厂(90%以上都是生活污水)处理后的再生水为灌溉水源,采用清水当地灌溉定额、75%(再生水)当地灌溉定额、100%(再生水)当地灌溉定额、125%(再生水)当地灌溉定额4种处理方案,以龙口市污水处理厂附近的农田为试验基地进行试验.通过对小麦中常规养分和重金属元素的检测、分析,确定再生水灌溉对小麦产量和品...     

作物生理特性对微咸水-再生水混灌的响应研究

为了探讨淡水资源匮乏地区微咸水与再生水的安全合理利用,通过盆栽试验,设4种不同比例再生水与微咸水(5 g/L)混灌处理,即再生水灌溉(T1)、微咸水-再生水1:2灌溉(T2)、微咸水-再生水1:1灌溉(T3)、微咸水灌溉(T4),并以清水灌溉为对照,研究了作物生长生理特性对微咸水与再生水混灌的响应.结果表明,较T1相比,混灌显著降低地上部生物量,对SOD活性具有一定提升作用,尤以T2最为显著,但对地下部生物量和其他生理指标无显著影响.随着灌溉水中微咸水比重的升高,丙二醛含量呈先升高后降低趋势,可溶性蛋白含量无明显变化规律.综合考虑各因素,可考虑再生水替代清水与微咸水配合使用,微咸水-再生水混灌比例以1:2为宜.     

施磷水平对再生水灌溉小白菜Cd质量分数和土壤Cd活性的影响

为阐明施用磷肥水平对再生水灌溉下小白菜吸收Cd的影响,以清水为对照,研究了3种施磷水平(80、110、140mg/kg)对3种再生水灌溉方式(清水再生水混灌、清水再生水轮灌、全再生水)下小白菜生物量和Cd质量分数以及土壤活性Cd质量分数的影响。结果表明,全再生水灌溉显著增加小白菜生物量,也显著增加小白菜地上部Cd质量分数,在3个磷处理下Cd质量分数分别增加了54.4%、51.5%、31.7%。高量施磷(110、140mg/kg)显著降低了小白菜地上部Cd质量分数,和施磷80mg/kg处理相比分别降低了16.5%、33.8%。随着施磷水平的提高,土壤活性Cd质量分数降低,施磷140mg/kg处理下降低最为显著,和施磷80mg/kg相比,在3种再生水灌溉方式下分别降低13.5%、16.3%、15.1%。磷肥适量施用能减少再生水灌溉下小白菜对重金属Cd的吸收,有利于保障食品安全。     

水稻再生水灌溉下的节水减排效果

为探明水稻再生水灌溉下的节水减排效果,在国家农业环境大理观测实验站开展了水稻再生水灌溉试验研究.试验设淹水灌溉(Flooding Irrigation,FI)及间歇灌溉(Alternate Wetting and Drying,AWD)两种灌溉模式,F1(全生育期清水灌溉+施全部化肥)、F2(分蘖期、拔节孕穗期再生水灌溉+施部分化肥)及F3(返青期、分蘖期、拔节孕穗期再生水灌溉+施部分化肥)3种施肥模式.分析了再生水灌溉下稻田田面水、不同深度地下水氮磷及化学需氧量(Chemical Oxygen Demand,COD)浓度变化及其流失负荷量,并研究了稻田的氮磷消纳能力及再生水对清水、肥料替代率.结果表明,再生水灌溉下田面水氮素浓度峰值出现次数多但峰值均较小,氮、磷径流损失负荷量平均值分别为2.65及0.62 kg/hm2,比清水灌溉增加了26％及28.6％.地下水氮、磷浓度整体上呈随深度的增加而减小趋势,再生水灌溉下氮素淋溶损失比清水灌溉少11％.AWD下氮、磷径流、淋溶负荷较FI均减少,返青期灌再生水在淋溶损失方面与其他再生水灌溉处理相比没有明显差异.稻田对所灌的再生水中氮、磷的消纳能力分别为92％及81％;灌再生水后4～5 d,COD的去除率可达78.2％.采用再生水灌溉几乎不会对环境造成负面影响.再生水灌溉替代清水效率可达75％左右,FI模式下再生水带入肥量较AWD大,75％水平年氮素替代化肥效率达35.8％,而磷素的带入量和替代率均较小.     

再生水在不同灌溉方式下对玉米生长的影响

采用北京市高碑店污水处理厂生产的二级水、三级水,以纯灌、混灌、轮灌等方式灌溉盆栽玉米,设置7种处理研究对玉米生长的影响。结果表明:不同水质的再生水在不同灌溉方式下对玉米生殖生长阶段的株高、叶面积、干重、产量和水分利用效率影响差异不显著,影响主要体现在营养生长阶段。苗期再生水轮灌比混灌和纯灌较好,二级水相对于清水和三级水对玉米苗期的干重有一定影响。同一水质在纯灌、混灌和轮灌不同方式下对玉米生殖生长和产量影响很小。     

再生水灌溉年限对设施土壤酶活性的影响

为了探讨长期再生水灌溉氮素增效机制,以2011—2014年番茄收获后再生水和清水灌溉土壤为研究对象,测定了不同年份0~10、10~20、20~30、30~40、40~60cm土层的土壤脲酶和过氧化氢酶活性。结果表明,土壤脲酶活性随着再生水灌溉年限的增加而逐渐增强,且再生水灌溉根层土壤脲酶活性高于清水灌溉,表明再生水灌溉可促进土壤矿质氮素的形成和提高土壤供氮能力;再生水灌溉提高设施土壤过氧化氢酶活性,并且长期再生水灌溉后过氧化氢酶活性高于清水灌溉,表明再生水灌溉增强设施土壤的解毒能力、改善土壤的缓冲性能,提高作物对土壤逆境的适应能力。     

不同水源磁化处理对生菜光合和矿质元素及产量的影响

【目的】探究不同水源磁化处理对生菜光合特性等生理生化和产量的影响。【方法】在日光温室条件下,以意大利生菜为供试对象,采用随机区组设计,设置2个因素:磁化(M)和灌溉水源(T),磁化设置未磁化处理(M0)和磁化处理(M1)2个水平,灌溉水源设置淡水(T1)、再生水(T2)、微咸水(T3)3个水平,共6个处理。通过盆栽试验研究了3种水源磁化处理对生菜净光合速率、抗氧化酶活性、矿质元素及产量等的影响。【结果】不同水源磁化处理灌溉效果有所差异。生长中期,M1T1、M1T2处理分别较M0T1、M0T2处理的净光合速率显著提高11.16%、14.73%。3种水源磁化处理灌溉的超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶活性显著提高12.77%~23.09%。M1T1、M1T2处理分别较M0T1、M0T2处理的生菜叶片氮质量分数显著提高7.71%、6.83%,生菜产量分别显著提高9.42%、10.15%,但M1T3与M0T3处理的生菜产量无显著差异。不同水源磁化处理的生菜叶片P、Ca、Mg、Na、K质量分数有不同程度的提高,水分利用效率提高5.03%~11.65%。【结论】磁化水灌溉有利于生菜光合等生理生化活动,提高产量和水分利用效率,淡水和再生水磁化效果优于微咸水。     

农村生活污水再生水滴灌对根际土壤特性的影响研究

采用大田试验方法,以地下水滴灌为对照,分析研究了不同比例农村生活污水再生水滴灌对作物根际土壤特性的影响。结果表明,再生水滴灌情况下,在土壤理化性状方面,土壤EC值高于地下水滴灌,而土壤pH与对照相比无显著差异;在土壤养分方面,与对照相比,再生水灌溉显著提高土壤有机质和土层土壤有效磷含量,但对碱解氮和速效钾含量的影响不显著;灌溉水中再生水比例越大,对土壤呼吸作用的促进作用越明显。因此,在滴灌条件下,只要农艺措施、灌溉制度适当,可以采取一定比例的农村生活污水再生水进行作物灌溉。     

再生水灌溉对稻田重金属分布的影响

以南方稻田为研究对象,以再生水安全灌溉调控为目标,基于田间试验,研究了不同灌溉水源(农村生活污水一级处理水R1、二级处理水R2、生态塘净化水R3和河道清水R4)、不同灌溉调控(低水位W1、中水位W2和高水位W3)对土壤-作物典型重金属(镉Cd、铅Pb、铬Cr、铜Cu、锌Zn)质量比变化的影响,分析了农村生活再生水灌溉调控对土壤重金属生态风险.研究表明,农村生活污水再生灌溉稻田Cd,Pb质量比略有升高,Cr,Cu,Zn含量下降;水稻植株各部分器官重金属质量比按植株器官排序从大到小依次为茎,稻米≈叶,重金属组成从大到小依次为Zn,Cr,Pb,Cd,相对灌溉水源,水位调控对水稻植株各部分器官重金属质量比累积影响较小,再生水灌溉条件下水稻籽粒重金属质量比并未明显增加,符合稻谷污染物的限量要求;农村生活污水再生灌溉稻田Cd生态风险系数最高,Cu和Pb次之,Cr和Zn风险系数锌较低,R3水源灌溉下土壤重金属污染潜在生态风险最低,总体上,再生水灌溉并未对土壤造成严重污染,但长期进行再生水灌溉是否会造成重金属污染风险持续增加有待研究.     

再生水灌溉对玉米产量、品质及重金属影响的试验研究

以龙口市和高密市污水处理厂的再生水为灌溉水源,进行玉米再生水灌溉试验,研究了不同灌水定额对玉米产量、品质、含重金属量的影响。研究表明,再生水灌溉条件下,玉米品质及产量有不同程度的提高,籽粒含重金属量与清水灌溉并无差异,重金属在植株体内的累积表现为:根>茎>籽粒,籽粒含重金属量符合《粮食卫生标准》(GB2715—2005)和《食品中污染物限量》(GB2762—2005)的要求。     

再生水灌溉条件对小麦品质、产量及重金属影响的试验研究

面临日益严重的水资源危机,再生水作为一种非常规水源越来越受到人们的重视。试验以龙口市和高密市污水处理厂的再生水为灌溉水源,研究在再生水灌溉条件下对小麦品质,产量、重金属含量的影响。研究表明再生水灌溉条件下,小麦的品质及产量略有提高,重金属在小麦体内的累积表现为:根■茎■籽粒,与清水灌溉的小麦品质无显著性差异,而且没有超出《粮食卫生标准》和《食品污染物限量》的要求,不会在小麦体内造成累积。     

再生水对蔬菜种子萌发、幼苗生长及抗氧化系统的影响

在水培实验条件下,研究了再生水对油菜、大白菜和萝卜种子萌发、生长发育及其活性氧清除系统的影响。结果表明,再生水对萝卜种子发芽率有明显的促进作用,对油菜种子无显著影响,而大白菜种子表现出一定的抑制作用;再生水对各物种幼苗生长发育有一定促进作用,但对根系生长抑制作用显著。再生水灌溉可激活油菜和萝卜体内抗氧化因子,提高了油菜和萝卜清除体内自由基的能力,对油菜和萝卜生长有一定的促进作用。再生水灌溉大白菜叶片MDA含量与对照组相比显著增加,POD酶活力显著降低,指示大白菜受到一定程度的生理胁迫。各作物叶绿素含量也显著高于对照。     

沤麻废水灌溉对紫花苜蓿草生长和土壤的影响

采用四种不同浓度沤麻废水对紫花苜蓿草进行灌溉,研究其对紫花苜蓿草生长的作物效应。实验结果表明,不同浓度沤麻废水对紫花苜蓿草一年3茬每茬次的生长均有促进作用,第二茬长势最好。当废水体积浓度比为75%时,株高,茎粗和叶面积分别增加29.7%,16.9%,14.2%,效果明显。同时,灌溉后的土壤中有机质,N,P含量有所增加,...     

再生水水质和灌溉模式对红壤阳离子交换性能的影响

选取再生水原液及其稀释2,4,6倍作为灌溉水源,设置再生水单一灌溉(4种处理RW,RW-2,RW-4,RW-6)、再生水-蒸馏水交替灌溉(4种处理ARW,ARW-2,ARW-4,ARW-6)2种灌溉模式,以蒸馏水灌溉(CK)为对照,对红壤阳离子交换性能的影响进行研究.结果表明:与CK处理比较,单一灌溉模式下各处理交换性...     

咸淡水交替灌溉对土壤盐分分布及夏玉米生长的影响

为了研究不同咸淡交替灌溉制度对各层土壤盐分含量、夏玉米生长的影响,采用3种矿化度(1、3、5 g/L)微咸水和3种不同生育期(壮苗期、拔节期、灌浆期)咸淡交替灌溉方式("咸淡淡"、"淡咸淡"、"淡淡咸")开展避雨盆栽试验研究。结果表明,全生育期灌溉淡水处理(CK)各层土壤盐分含量最低,随着灌溉微咸水矿化度增加,各层土壤盐分含量增大,相同矿化度下,同一深度土壤盐分含量由大到小依次为"淡淡咸"、"淡咸淡"、"咸淡淡"。3 g/L和5 g/L"淡淡咸"处理的土壤含盐量由大到小依次为下层、上层、中层,其他处理由大到小依次为下层、中层、上层。不同生育期灌溉微咸水对夏玉米的株高、叶面积及产量的抑制程度由大到小依次为拔节期、壮苗期、灌浆期,即"淡咸淡"、"咸淡淡"、"淡淡咸",抑制作用随灌溉微咸水矿化度增加而增大,5 g/L"淡咸淡"处理与CK相比减产最多,减产率为34.85%。在滨海地区进行夏玉米种植,应考虑在生育后期灌溉微咸水,同时利用非生育期淡水灌溉降低土壤次生盐碱化的风险。