再生水灌溉对玉米和大豆抗氧化酶系统的影响

再生水应用于农田灌溉是缓解农业用水紧张和解决污水环境污染的重要措施。作物抗氧化酶系统变化是其对外界环境因素变化响应的较早预警指标。本研究采用盆栽试验方法,以清水和原污水灌溉为对照,比较了二级再生水和三级再生水灌溉对玉米(Zeamays L.)和大豆(Phaseolus vulgaris L.)不同生长阶段叶片中超氧化歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和丙二醛(MDA)的影响。结果表明,与清水对照相比,二级再生水灌溉对玉米苗期抗氧化酶系统有一定影响,对玉米后期抗氧化酶系统的影响减小;三级再生水灌溉对玉米抗氧化酶系统影响不显著。再生水灌溉对大豆苗期和收获期抗氧化酶系统影响较小,但对其花期生长产生较强的氧化胁迫。这些结果极大丰富了再生水农田安全灌溉应用基础。

再生水灌溉对玉米根际土壤特性和微生物的影响

本研究采用盆栽试验方法,以清水灌溉为对照,分析了不同水质再生水在不同灌溉模式下对玉米根际土壤特性的影响。结果表明,在土壤理化性质方面,再生水灌溉情况下,玉米土壤pH值和电导率(EC)与对照均无显著差异,但pH、EC与灌溉用水pH、EC呈正相关。在土壤营养方面,与对照相比,后期灌三级再生水情况下有效磷、全钾和全氮含量、前期灌二级再生水情况下有效磷和有机质含量均显著增高,这与玉米收获期鲜重和干重测定结果一致,说明前期灌二级再生水和后期灌三级再生水均抑制了根系对养分的吸收,导致玉米生物量下降。在土壤微生物方面,再生水灌溉不同程度地促进了土壤微生物数量的增加;与前期灌二级再生水相比,后期灌二级再生水促进了土壤微生物生长。

再生水灌溉时期和方式对作物生长及品质的影响

采用北京高碑店污水处理厂再生水(二沉池出水),以清水为对照,于2005—2006年进行了玉米和大豆种植盆栽试验,比较再生水不同灌溉方式(纯灌、与清水混灌和交替灌)和灌溉时期(全生育期、生育前期和后期)对作物生长、产量及品质影响。结果表明,再生水在玉米苗期灌溉对生长有一定抑制作用,但在拔节期后灌溉能明显促进玉米生长,玉米籽粒产量不降低或有所增加;再生水以纯灌和混灌方式在各个时期灌溉都能促进大豆整个生育期生长,明显促进籽粒产量提高。再生水灌溉对玉米和大豆籽粒粗蛋白、粗淀粉无显著影响,但粗灰分效应有别。再生水灌溉降低玉米籽粒铁含量,重金属铅和镉在玉米和大豆不同器官内含量不同,其分布规律是:根>茎、叶>>籽粒,再生水灌溉的玉米和大豆籽粒中铅和镉含量均满足国家粮食安全标准,但再生水灌溉有增加大豆籽粒中镉含量的趋势。这些结果对评价再生水灌溉对作物生产影响及应用有重要参考意义。

再生水灌溉对玉米和大豆品质影响的试验研究

为了合理利用城市污水处理后的再生水资源,研究再生水灌溉对作物品质的影响,该文采用北京高碑店污水处理厂的两种再生水(二级再生水、三级再生水),以清水为对照进行玉米和大豆盆栽种植试验。通过对籽粒常规养分、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作物品质进行研究。研究结果表明:再生水灌溉对玉米和大豆籽粒粗蛋白、粗淀粉含量无显著影响;在微量元素方面,对大豆籽粒的影响同对照差异不显著,而对玉米籽粒的影响同水质有关;玉米和大豆籽粒中的重金属铅、镉含量虽均低于国家卫生标准(GB 2715-1981)规定,但二级再生水灌溉的玉米镉含量相对对照增加显著。因此认为三级再生水相对二级再生水应用于作物灌溉更具安全性,对二级再生水中重金属镉含量应严格控制。

再生水灌溉对玉米与大豆生长及水分利用效率的影响

相同灌溉条件下,作物生长及水分利用效率(Water use efficiency,WUE)会因灌溉水质的不同而存在差异。本研究采用盆栽实验方法,以清水灌溉为对照,比较了北京市高碑店污水处理厂的2级再生水、3级再生水对玉米(Zea maysL.)和大豆(Glycine maxesL.)生长及WUE的影响。结果表明:2级再生水对玉米苗期生长有一定影响,3级再生水对玉米苗期生长有一定促进作用;2级和3级再生水对玉米拔节期和收获期生长影响不显著或有所促进;再生水灌溉对玉米苗期WUE有一定影响,自拔节期开始影响降低并表现出一定的促进作用。2级和3级再生水可促进大豆苗期和花荚期的生长,对收获期的生长影响不显著;再生水灌溉对大豆苗期WUE有一定促进作用,花荚期开始促进作用减弱。总体而言,玉米苗期灌溉2级再生水对其生长和WUE有一定影响,拔节期后灌溉则促进玉米生长和提高WUE;3级再生水灌溉有利于玉米生长,提高WUE;大豆各个生育期灌溉2级或3级再生水都可促进生长,对WUE影响不大。

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。