再生水灌溉对黑麦草生长及重金属分布特征的影响

为了阐明再生水灌溉对重金属富集植物黑麦草生长及重金属分布特征的影响,以自来水灌溉为对照,研究了再生水灌溉下黑麦草生物量、黑麦草及土壤中重金属分布特征的变化。结果表明：再生水灌溉显著增加了黑麦草生物量,地上部、根系和总生物量分别增加了26.79%、10.55%、24.91%。再生水灌溉下,黑麦草地上部和根系中Pb、Cu、Zn、Cd的含量显著增加,土壤重金属没有积累,土壤中Pb和Zn含量降低明显。再生水灌溉显著降低土壤pH、增加土壤有机质含量会对土壤重金属的活性有一定的影响。     

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.     

再生水灌溉条件下土壤Cd的运移及模拟研究

通过土柱模拟试验,分析了再生水灌溉条件下土壤Cd的运移规律。结果表明,pH值为7时,Freundlich等温吸附方程拟合效果较好并获得土壤运移参数Kf、β;在室内土柱穿透试验的确定系数(0.992)以及水动力弥散系数D的基础上,使用HYDRUS-1D软件TSM模型拟合Cd穿透曲线,获得土壤运移参数f、a;基于TSM模型,再生水灌溉100、300、500a时,累积质量浓度为0.742、1.419、1.783mg/kg。长期灌溉条件下,Cd质量浓度高于中国土壤环境质量标准最高容许量,再生水灌溉风险较高。     

再生水灌溉土壤Cd累积的模拟和预测

假定灌溉用再生水是土壤中重金属污染主要来源,并且土壤中重金属主要通过作物收获离开土壤,对北京东南郊再生水灌溉小麦土壤中Cd的累积进行模拟和预测。以土壤中Cd的质量分量为预测变量,作物茎叶和籽粒中Cd的质量分量为响应变量,分别进行拟合,结果表明,随着作物收获而离开土壤的重金属Cd量相对于灌溉水带入土壤的量非常小,但土壤中Cd含量较低时,随作物收获离开土壤的Cd量相对较大。预测结果显示,如果按当前实测数据污水处理厂二级出水Cd含量10mg/m3、土壤Cd的质量分量背景值0.1333mg/kg计,土壤中Cd含量将在40年后超过国家土壤环境质量标准。如果假定灌溉水Cd含量降到5mg/m3,土壤中Cd含量将在100年后达到国家土壤环境质量标准的临界值。     

不同施氮条件下再生水灌溉对土壤理化性质及脲酶活性的影响

【目的】探讨不同施氮条件下再生水灌溉对土壤理化性质和脲酶活性的影响。【方法】采用盆栽试验种植上海青,以清水灌溉为对照,上海青出苗后灌水4次,每次1 L,研究了不同施氮条件下(0、120、150、180 mg/L)再生水灌溉对土壤氮素分布和脲酶活性的影响。【结果】与清水灌溉相比,再生水灌溉降低了土壤pH值,对有机质量、全氮量、铵态氮量无显著影响,显著降低了土壤EC值和水溶性Na+量,显著增加土壤硝态氮、水溶性K+量和0～10cm土层脲酶活性。土壤理化性质与脲酶活性相关性分析表明,0～5cm土壤脲酶活性与全氮和水溶性Na+呈显著负相关,与水溶性K+显著正相关。【结论】再生水灌溉条件下施120 mg/kg氮素更有利于提升土壤养分水平。     

洱海流域水稻再生水灌溉节水减污能力浅析

再生水灌溉对于控制农业面源污染,保护洱海水环境具有重要意义。分析总结出洱海流域适宜的水稻再生水灌溉制度及施肥制度,拟合了稻田田面水和渗漏水总氮浓度随时间的消减公式,根据田间水量平衡计算出不同典型年再生水灌溉制度下因排水和渗漏流失的总氮量,比较了淹灌和间歇灌两种模式下水稻再生水灌溉节水减污效果的差异。结果表明,在再生水总氮浓度为15 mg/L的前提下,由地表排水和渗漏带走的再生水总氮量平均不超过1 kg/hm2,再生水中总氮利用效率可达95%以上,实际被水稻利用的总氮超过20 kg/hm2;可减少清洁水用量65%以上,减少氮肥施用比例超过15%;针对洱海流域水稻再生水灌溉条件下间歇灌溉模式优于淹水灌溉。     

水磷运筹对水稻产量和磷素吸收与利用的影响

为研究寒地黑土区不同水磷管理模式对水稻成熟期干物质积累、磷素吸收利用和产量的影响,探讨水稻抽穗期根系性状与磷肥吸收效率的关系,通过田间小区试验,设置2种灌溉模式(F:淹灌,C:控灌)和6种施磷量(P0:0 kg/hm~2,P1:15 kg/hm~2,P2:30 kg/hm~2,P3:45 kg/hm~2,P4:60 kg/hm~2,P5:75 kg/hm~2),研究了不同水磷管理模式对水稻成熟期地上部分干物质量、产量及其构成因素、籽粒和植株磷素积累量、磷素利用效率、磷肥吸收效率和磷肥偏生产力的影响。研究结果表明,两种灌溉模式下,随着施磷量的增加,水稻地上部分干物质量、产量、有效穗数、结实率、籽粒磷素积累量和植株磷素积累量呈先增加、后减小的趋势;收获指数、磷素收获指数、磷素籽粒利用效率和磷素干物质利用效率呈先减小、后增加的趋势;磷肥吸收效率和磷肥偏生产力则呈降低的趋势。CP2和FP3处理的水稻地上部分干物质量、产量、有效穗数、结实率、籽粒磷素积累量和植株磷素积累量分别达到两种灌溉模式下不同施磷水平的最大值,CP2和FP3处理水稻产量差异不显著(P0.05),CP2处理的水稻磷肥偏生产力显著高于FP3处理(P0.05),因此,CP2处理为本试验中最优的水磷运筹模式。相关性分析表明,产量与水稻地上部分干物质量呈极显著正相关(P0.01),与收获指数呈显著负相关(P0.05);磷素积累量与地上部分干物质量和产量均呈极显著正相关(P0.01);植株磷素积累量与根干质量和根长密度呈显著正相关(P0.05)。这说明通过适宜的水磷运筹模式,可以创造良好的根系形态,提高水稻地上部分干物质积累量和磷素积累量,有利于提高产量及磷肥利用效率。     

灌溉水质对苜蓿生长和养分吸收的影响

采用盆栽试验研究了污水、再生水等不同灌溉水质对三次刈割期内苜蓿生长和养分元素吸收的影响。结果表明,相对于清水灌溉,再生水及污水灌溉可增加苜蓿的株高及产草量,但长期引用未经处理的污水灌溉不利于苜蓿根系的生长。第一次刈割时各灌溉处理间含钾量差异不显著,第二次刈割时污灌、再生水灌溉处理与清水灌溉相比苜蓿含钾量分别增加了33.05%和40.68%,第三次刈割时分别增加了12.90%和23.39%。污水及再生水灌溉处理苜蓿含钙量在第一次刈割时显著高于清水灌溉,但在第二、三次刈割时均低于清水灌溉。未经处理的污水不宜用作灌溉,采用混灌与轮灌方式可适当减缓其不利效应;再生水可作为苜蓿的灌溉用水,但其长期效应仍需进一步深入研究。     

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.     

再生水灌溉对根菜类蔬菜产量及品质影响的试验研究

再生水安全灌溉利用可以有效缓解我国北方农业水资源短缺.研究表明,再生水灌溉条件下根菜类蔬菜产量总体呈现增加趋势,5茬(3种)根菜类蔬菜平均增幅达到21.66%,再生水灌溉对蔬菜水分、可溶性总糖、维生素C、粗蛋白、氨基酸、粗纤维、粗灰分含量等品质指标无显著影响.再生水灌溉条件下根菜类蔬菜硝酸盐含量为63.8～687 mg/kg,亚硝酸盐含量为0.02～0.084 mg/kg,再生水灌溉具有增加试验根菜亚硝酸含量的趋势,但再生水灌溉的蔬菜硝酸盐、亚硝酸盐含量均低于标准限值.     

长期畜禽养殖污水灌溉对土壤养分和重金属积累的影响

在浙北地区选择了16个样区(包括7个水田样区和9个蔬菜地样区),每个样区同时采集了畜禽养殖污水长期灌溉农田与无污水灌溉历史的对照农田土壤样品,比较分析了土壤中养分和重金属积累状况。结果表明,长期畜禽养殖污水灌溉可明显增加表层土壤(0~20 cm)有机C、全N、全P、Cu、Zn、As、Cd、盐分、NH4+-N、NO3--N、有效P和有效K的含量,但对土壤pH、全K、Pb、Ni、Cr、Hg的影响不明显。畜禽养殖污水灌溉对蔬菜地的影响明显大于水田。典型样区土壤垂直剖面分析结果表明,长期畜禽污水灌溉也可对剖面中20~60 cm土层的NH4+-N、NO3--N和有效P含量也产生一定的影响。     

再生水灌溉对小白菜生长发育与品质的影响研究

为了合理利用城市污水处理后的再生水资源,采用天津市纪庄子污水处理厂二级出水作为再生水,以自来水为对照进行叶菜类蔬菜小区种植试验,通过对蔬菜生长性状、微量元素和重金属含量等项目的测定分析,对再生水灌溉情况下的蔬菜生长及品质进行研究。结果表明:再生水灌溉对小白菜后期生长有促进作用,可显著提高小白菜产量;对小白菜维生素C含量、粗蛋白含量、可溶性糖含量无显著影响;在微量元素方面,再生水灌溉对Na在小白菜茎、叶中的影响同对照差异不显著,Mg和Ca有不同程度的下降,Zn在小白菜茎、叶中显著增加,根中Na、K、Mg含量显著增加,而Zn在根中含量同对照差异不显著;小白菜茎、叶和根中重金属镉、砷、铬、铅含量虽均低于国家卫生标准规定,但小白菜地上部中As、Cr含量随再生水灌溉表现出一定程度的累积现象。     

再生水灌溉对叶菜类蔬菜产量及品质影响的试验研究

研究了再生水灌溉对叶菜产量与品质的影响,再生水灌溉条件下9茬(6种)叶菜类蔬菜产量平均增加23.3%;再生水灌溉条件下叶菜含水率、可溶性总糖、维生素C、粗蛋白、氨基酸、粗灰分、粗纤维等含量均值与对照相比没有明显差异(α=0.05);再生水灌溉没有增加叶菜硝酸盐含量,但亚硝酸盐含量增加51.6%,各处理硝酸盐、亚硝酸盐含量均低于标准限值。     

再生水灌溉对果菜类蔬菜产量及品质的影响

为推动再生水灌溉作物的适宜性分类，该文研究了再生水灌溉对果菜类蔬菜产量与品质的影响。结果表明，再生水处理与对照处理相比可显著增加果菜类蔬菜产量，其中，西红柿、黄瓜平均增产15.1%、23.6%。茄子、豆角增产60.7%、7.4%。再生水灌溉对果实含水率、粗蛋白、氨基酸含量、可溶性总糖、维生素C、粗灰分、硝酸盐、亚硝酸盐等品质或营养指标无显著影响，再生水灌溉处理硝酸盐、亚硝酸盐含量低于标准限值。研究为再生水适宜灌溉的作物筛选提供了技术依据。     

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。     

圆形喷灌机条件下不同灌水施肥量对冬小麦产量的影响

为探究圆形喷灌机条件下不同灌水施肥量对冬小麦产量、耗水量、茎数等指标的影响,本研究在北京顺义地区开展了田间试验。试验设置2个因素,3个灌水量水平S1、S2、S3(1 950、1 725、1 500m3/hm2)和2个施氮水平F1、F2(286.20、336.30kg/hm2),根据土壤含水率占田间持水量(FC)的百分率来设置灌水水平,在返青期、拔节期、灌浆期的灌水下限依次设定为75%FC、80%FC、65%FC。结果表明:当灌水量一定时,冬小麦叶面积指数、有效茎数随施肥量的增加而增加,但其耗水量、产量受肥料的影响不显著;当施肥量一定时,冬小麦产量在不同水处理下有显著性差异。试验测得最大产量的处理为S1F1,比对照组半固定式喷灌增产35%。水肥耦合对冬小麦产量的影响效应中,灌水量起主导作用,建议该地区冬小麦可以采用高水低肥的灌溉施肥模式。     

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...