近年来中国用于农田灌溉的再生水量逐年增加,城市污水再生后用于灌溉的研究已取得一些成果,且采用的灌溉方法主要以地面灌溉为主,对于农业面源污染主要来源之一的农村生活污水经过处理后用于滴灌的研究则刚刚起步。如何协调农村生活污水再生利用滴灌和作物生长及环境污染的关系,即如何制定农村生活污水再生利用滴灌灌溉制度,需要进行深入研究。本项目在南水北调中线水源区湖北十堰试验基地,通过野外布点与测定、室内分析、计算机模拟等手段相结合,重点研究(1)农村生活污水再生利用滴灌条件下养分在土壤、作物、径流中的分布特征、积累过程及迁移转化规律;(2)农村生活污水再生利用滴灌养分调控对作物品质和产量的影响;(3)建立基于作物产量和品质响应的再生水滴灌土壤养分调控综合模型和方法,提出优质高产的农村生活污水再生利用滴灌灌溉制度。为我国农业面源污染防治以及利用再生水资源生产优质高产的作物提供科学依据。
rural domestic sewage;drip irrigation with rural domestic sewage regener;nutrients;irrigation rule of high yield and fine quality;agricultural non-point source pollution
本项目在湖北十堰试验基地,通过野外布点与测定、室内分析、计算机模拟等手段相结合,重点研究了(1)农村生活污水再生利用滴灌条件下养分在土壤、作物、径流中的积累过程、分布特征及迁移转化规律;(2)农村生活污水再生利用滴灌养分调控对作物品质和产量的影响;(3)建立基于作物产量和品质响应的再生水滴灌土壤养分调控综合模型和方法,提出了优质高产的农村生活污水再生利用滴灌灌溉制度。结果表明70%再生水滴灌条件下,追肥量为传统追肥量的30%情况下,菠菜品质最好;50%再生水滴灌条件下,追肥量为传统追肥量的50%情况下,菠菜产量最高。此外,追施大于50%传统施肥量的氮素可降低菠菜干物质、VC、有机酸及可溶性糖含量,但却显著提高了硝酸盐含量。和正常施肥的对照处理相比,在不施肥的情况下,全部采用再生水滴灌处理对黄瓜的生长发育和产量形成,均表现出一定的促进作用。而其它亦不进行施肥的较小比例的再生水滴灌处理中,黄瓜生长指标和产量表现出和对照相当或者略低的水平。因此,只要配以适当的农艺措施和灌溉制度,可以采取全部再生水滴灌,或者采用一定比例再生水灌溉的同时适当施肥的方式,进行黄瓜的种植。相对于地下水灌溉,再生水滴灌灌后初期(灌后第2天),土壤表层NH4+-N含量大幅增加,在灌后第5天又显著降低,在灌后第9天降到灌前水平,且在各土层分布均一。各处理间土壤中NO3--N含量沿剖面变化趋势一致,即从表层到底层NO3--N逐渐增加,这说明NO3--N有明显向下淋洗的趋势。但在100~150 cm深度处,NO3--N含量开始降低。采用再生水滴灌种植黄瓜,生长季末停止灌水后不同深度处(0~50 cm、50~100 cm、100~150cm、150~200 cm)土壤NO3--N含量较生长季初分别增加38.20%,44.67%、34.94%和30.88%。