再生水灌溉对水稻生长发育及土壤安全的影响研究

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水资源日益短缺,再生水灌溉研究已成为本学科的热点问题。本文以农村生活污水再生灌溉水稻种植田为研究主体,以不同灌溉水源(农村生活污水一级处理水、二级处理水、河道清水)和不同水位调控(低水位调控、中水位调控、高水位调控)为主要研究手段。研究不同水源和不同水位调控下,水稻灌溉用水规律与水分利用效率变化规律;探求不同水源和不同水位调控下对水稻所需用水总量、水分消耗规律以及稻田水分利用效率的产生影响机理;研究不同水源和水位调控水稻不同生育期群体生长指标转换规律,探求不同水源和水位调控对作物生长的反映和响应机制;研究不同水源、水位调控后对土壤特性的影响,探求不同水源、水位调控对土壤风险评估机制。主要结论如下:(1)水稻需水量主要反映植物和不同品种的生物学特性,同时也受气候、土壤等因素的影响。三种不同水位调控模式对水稻需水量影响显著,且三种不同灌溉水源对水稻需水量影响显著;三种不同水位调控模式对水稻需水规律影响不显著,而三种不同灌溉水源对水稻需水规律影响显著。(2)相比常规灌溉水源,再生水水源灌溉能够起到一定的增产作用,并有效提高水分利用效率。本文试验研究表明:再生水水源灌溉水稻产量显著高于河道水水源灌溉水稻产量,再生水灌溉水源处理灌溉水分生产率显著高于河道水水源处理。灌溉水分生产率由于计算公式的原因同时受产量和灌溉水量两个因素共同影响,是两者共同影响效应的累积。(3)再生水源灌溉对水稻种群增长指标有一定的促进作用。再生水源灌溉有利于三种水位控制模式下水稻分蘖、穗、叶面积的合理分配。同时对水稻干物质的累积分布有一定的优化作用,但对水稻株高的生长影响不大。中水位调控模式下农村生活污水二级处理水灌溉,水稻生理生长表现最佳。(4)短时间内使用再生水进行灌溉并且不会给土壤产生任何危害,连续利用再生水进行灌溉3-4年,重金属将达到土壤重金属污染筛选值。单次灌溉试验后,利用单因子指数法、内梅罗综合污染指数法、潜在生态风险评价法统计并分析土壤五种重金属元素含量及影响,均处于低风险,轻微生态危害。
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