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本研究采用大田水稻栽培试验,设置不同养殖污水灌溉浓度和不同的追肥水平,研究了污水灌溉对水稻产量和品质安全影响,同时,研究了养殖污水灌溉对土壤中氮、磷的累积、迁移和转化以及对水体环境的影响,为污水合理有效的利用提供基础数据。试验结果表明:
1.养殖污水回用可有效增加稻田土壤中全氮、全磷、有效氮和有机质含量,并且随着污水浓度的提高,土壤中的全氮、全磷、有效氮和有机质含量呈增加的趋势:同一污水浓度下,追肥比不追肥处理,可明显提高土壤中的全氮以及有效氮含量,污水灌溉配合追肥更有利于改善土壤肥力水平。污水灌溉后,土壤中的全氮、全磷、有机质随着土层深度的增加而降低;硝态氮在历次灌溉及降雨淋洗作用下,逐渐向土壤深层迁移,水稻污水灌溉,增加土壤硝态氮向下淋溶的风险。
2.稻田地表排水中全氮、全磷、COD浓度及总大肠菌群数随着污水浓度的提高而提高。在水稻生育前期,较高浓度的污水灌溉处理会因水稻烤田排水,增加氮污染的环境风险,在水稻生育后期,污水灌溉结合追肥处理,在追施氮肥后,短期内,田面水中全氮浓度会急剧上升,但是之后又会逐渐回落。而污水灌溉不追肥处理田面水中全氮浓度则在污水灌溉后随时间的推移始终呈下降的趋势。对于磷元素而言,无论在水稻生育前期还是后期,在污水灌溉后一段时间内,中浓度污水处理与高浓度污水处理田面水全磷浓度均偏高,如果此阶段田面排水,会产生一定的污染风险,因此,在污水灌溉后的一段时间内,为了避免磷对环境造成的污染,应避免农田排水和防止因降雨而引起的田面水外溢的发生。
3.在水稻整个生育期,各处理同一土层土壤渗漏水中NH<,4><+>-N、NO<,3><->-N、TN、TP浓度随时间的变化均呈先升后降再升的趋势,并且在水稻生育后期浓度达到最大值;随着时间的推移,包括清水追肥处理在内的各处理土壤中氮、磷均有向下迁移的趋势,相对于清水追肥处理,高浓度污水追肥处理更容易引起氮、磷的向下淋失与迁移;渗漏水中TP浓度无论在地表下40cm还是60cm处都超过了易引发水体富营养化的临界水平(总磷>0.02mg/L),因此,长期进行养殖污水灌溉可能会引发地下水的富营养化。
4.水稻产量以中浓度污水追肥处理最高,为10713.75kg/hm<2>,相对清水追肥对照处理可增产3.35%,说明一定浓度的污水灌溉配合追肥可提高水稻的产量;同一污水浓度下,追肥处理可比不追肥处理增产3.38%-4.41%;污水灌溉不追肥处理的产量同清水追肥对照处理相比,并没有因为不追肥而引起明显的减产。稻米粗蛋白含量随着施氮总量的增加而提高,但由于污水灌溉次数与灌溉量较少,污水灌溉追肥处理同清水追肥对照处理相比,稻米粗蛋白含量差异并不显著。