【摘 要】
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水资源短缺是长期以来影响我国国计民生的问题,因此十四五规划纲要提出“强化农业节水增效,鼓励再生水利用。”呼和浩特市属于干旱缺水地区,同时因乳业蓬勃发展产生大量再生水,利用乳业再生水进行灌溉,既能有效缓解当地紧张的农业用水情形,又能节约淡水资源。长期以来,许多学者对集中式污水厂生产的再生水灌溉效应和机理进行了大量研究,但对乳业再生水的研究较少,故本文主要研究乳业再生水灌溉对土壤质量的影响,并进行评价
【基金项目】
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内蒙古自治区科技计划项目（2021GG0367）； 内蒙古创新引导项目（21090148）；
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水资源短缺是长期以来影响我国国计民生的问题,因此十四五规划纲要提出“强化农业节水增效,鼓励再生水利用。”呼和浩特市属于干旱缺水地区,同时因乳业蓬勃发展产生大量再生水,利用乳业再生水进行灌溉,既能有效缓解当地紧张的农业用水情形,又能节约淡水资源。长期以来,许多学者对集中式污水厂生产的再生水灌溉效应和机理进行了大量研究,但对乳业再生水的研究较少,故本文主要研究乳业再生水灌溉对土壤质量的影响,并进行评价,以此判断乳业再生水灌溉农用适宜性。本文以呼和浩特市和林格尔盛乐经济园区污水厂下游乳业再生水灌溉区为研究区,设置了5个不同水质灌溉典型区,即:乳业污水灌区（W1、W5）、纯乳业再生水灌区（ZG）、井水灌区（JG）、乳业再生水和井水混合灌区（HG）,荒地为对照（CK）,分别于2020年10月秋收时和2021年4月播种前,采集0-10 cm、10-30 cm、30-50 cm、50-70 cm和70-90 cm土层的土壤样品,测定包括有效养分指标（碱解氮、铵态氮、硝态氮、速效磷、速效钾）、盐碱度指标(EC25、Na+、K+、Ca2+、Mg2+、CO32-、HCO3-、Cl-、SO42-)和土壤pH值,计算得SAR和ESP,共计获得17项指标。着重分析了各典型灌区不同土层土壤有效养分指标和土壤盐碱度指标的变化,并利用土壤质量指数（soil quality index,SQI）定量化评价乳业污水和乳业再生水灌溉对土壤质量的综合影响,以此为乳业再生水合理灌溉提供参考依据。主要结论如下:（1）乳业污水和乳业再生水灌溉使土壤综合肥力质量均有不同程度的上升。乳业污水和乳业再生水能显著提升0-90cm土壤速效磷和氮素有效性（P＜0.05）,对土壤碱解氮和速效钾的影响程度不同。土壤速效磷提升幅度介于0.9倍-3.3倍,土壤氮素有效性的提升表现为无机氮含量的显著提升（提升幅度:铵态氮介于7.3%-18.26%、硝态氮介于102.72%-638.55%）。（2）从水溶性盐离子检测结果看,乳业污水和乳业再生水灌溉相比井水灌溉显著提升土壤Na+、SO42-含量(提升幅度:Na+介于0.3倍-5.3倍、SO42-介于0.7倍-5.1倍),而且Na+/阳离子、SO42-/阴离子的比例均有提升(提升幅度:Na+介于7.2%-19.8%、SO42-介于3.5%-5.2%)。乳业污水和再生水灌溉相比井水灌溉显著提升0-90cm土壤电导率（提升幅度介于18.41%-88.03%）和SAR（提升幅度介于15.04%-591.11%）,分析土壤盐碱化程度发现乳业污水灌溉下土壤盐碱化风险突出。通过冗余分析发现Na+对各灌溉处理（除HG）及CK的养分因子影响最大且均为呈负相关。（3）通过兼容有效养分和盐分对土壤质量评价,各灌溉处理SQI值排序:ZG（0.38）＞HG（0.37）＞JG/CK（0.36）＞W5（0.35）＞W1（0.33）,说明乳业污水灌溉下土壤质量出现下降,乳业再生水灌溉下有所提升。结合SQI值空间分布发现,乳业污水灌区10cm以下土壤质量较低,越冬后易加剧春季返盐,造成农作物苗期盐害,不宜农用灌溉。乳业再生水对表层土壤质量有明显提升作用,盐碱化主要集中于30cm土层以下,对苗期农作物影响小,适宜农用灌溉。井水和乳业再生水混合灌溉在越冬后SQI值与井水灌溉相近,故考虑到发展绿色生态农业,推荐使用井水与乳业再生水混合灌溉。
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