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再生水灌溉对冬小麦生产的安全性影响研究

作　者: 李康
导　师: 严昌荣
学　校: 中国农业科学院
专　业: 生态学
关键词: 再生水冬小麦灌溉产量品质土壤
分类号: S512.11
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

再生水是各类生活污水及工业废水等经回收处理后可再次利用的水资源，在农业用水严重紧缺的现状下，实现再生水农业安全利用，将开辟农业用水的新途径。因此，再生水灌溉将给作物产量利品质、农田环境带来怎样的影响成为普遍关注的问题。本研究以冬小麦为对象，以不同处理程度的再生水(二级水、三级水)为灌溉用水，通过盆栽与田间试验，研究了再生水灌溉对冬小麦的生长，产量品质及土壤环境的影响，结果表明：再生水灌溉一定程度上有利于冬小麦的生长。从形态表现得知，再生水灌溉对冬小麦株高的影响显著，且差异在生育后期表现更明显，冬小麦抽穗后再生水处理较清水处理株高提高了2.2—6.1％，不同时期的再生水灌溉处理冬小麦叶面积也略高出了清水处理。从生化测定结果得知，再生水灌溉对冬小麦抗氧化酶系统的影响主要体现在幼苗阶段，越冬期再生水处理的叶片SOD活性较清水处理提高了14.54～16.44％，后期差异不显著。再生水灌溉下，冬小麦顶端叶片叶绿素含量相对清水处理有一定提高，拔节与抽穗阶段提高了6.70～16.75％，开花期后处理间无显著差异。通过拔节期和抽穗期对冬小麦光合作用测定得知，二级水处理和二级水处理在开花前的光合作用较清水没有表现出优势，甚至再生水处理冬小麦的光合速率略低于清水处理，且蒸腾速率均低于清水处理，说明再生水灌溉在开花前对小麦的生理影响作用表现不明显。综合结果分析，再生水灌溉对小麦的生长具有一定的促进作用，再生水灌溉小麦在株高、叶面积、器官干物质积累等方面相对清水有一定的提高，且到后期的促进效果更明显。再生水灌溉在一定程度上能够促进冬小麦产量提高，对冬小麦的品质也有一定的改善。三级水对小麦产量相对清水处理两年分别提高了8.94％和4.12％，增产效果相对明显；二级再生水灌溉的冬小麦增产效果不显著，第一年较清水灌溉处理的产量提高4.79％，第二年产量基本和清水一致。再生水灌溉下冬小麦籽粒蛋白质和面筋的含量相对清水有所提高，对冬小麦粉质指标中的形成时间和稳定时间有一定延长，这就有利于提高小麦的营养价值和改善小麦的加工品质，但再生水灌溉的小麦在容重和出粉率上相对清水处理降低，这一定程度上降低了小麦磨制面粉的量。研究认为，再生水在一定程度上有利小麦品质改善，且二级水灌溉对小麦品质改善的效果要好于三级水灌溉。通过对Cr、Pb、Cd、Cu、Zn五种重金属的测定表明，重金属在小麦各器官中的累积效果不显著，但出现了部分重金属较清水处理含量增加的现象，说明再生水灌溉对小麦的食用安全尚未产生明显的不利影响，但存在一定的重金属积累。如重金属镉在冬小麦籽粒中的累积较对照有一定的升高，但没有超过国家食品卫生标准。分析认为再生水灌溉在短期内不会造成籽粒中重金属的含量超标，但对重金属镉的积累现象也不容忽视，尤其是长期使用再生水进行小麦灌溉生产时，要格外关注。通过对再生水灌溉后的土壤分析表明，再生水中存在部分营养物质能给土壤带来一定可利用的营养成分，使土壤中的养分得剑改善，表现为提高土壤的碱解氮、速效磷、速效钾含量，但对土壤的有机质影响较小。土壤微生物在数量上有较显著提高，盆栽试验结果在土壤细菌和真菌的显著增多，田间试验表现在固氮菌和亚硝化细菌的显著增多。微生物增多将使土壤微生态系统组成丰富，功能稳定，从而提高了土壤的生物活性和缓冲能力，对土壤的理化性质产生有益影响，在一定意义上是有利于土壤环境的改善。测定的五种重金属在土壤中各深度分布不同，多数重金属元素在土壤20～40cm层相对含量较高。不同处理的相同重金属元素在同一土壤层的含量差异不大，试验期再生水灌溉没有导致土壤中重金属积累升高的现象。本研究结果综合分析认为，再生水灌溉促进冬小麦的生长，在一定程度上可提高小麦的产量。再生水灌溉可提高土壤中的碱解氮、速效磷和速效钾等养分的含量，促进微生物种群数量的生长繁殖，试验期内再生水灌溉没有造成籽粒和土壤中重金属含量超标，但存在一定的重金属积累现象。

全文目录

摘要  6-8
Abstract  8-13
第一章绪论  13-20
  1.1 研究背景  13-14
  1.2 国外再生水利用状况  14-16
    1.2.1 再生水回用的现状  14-15
    1.2.2 再生水利用的研究  15-16
  1.3 国内再生水农业利用  16-19
    1.3.1 再生水农业利用的潜力  16
    1.3.2 再生水农业利用的问题  16-18
    1.3.3 再生水农业利用问题及发展前景  18-19
  1.4 研究目的  19-20
第二章研究内容与技术路线  20-22
  2.1 主要研究内容  20
    2.1.1 再生水灌溉对冬小麦生长的安全性研究  20
    2.1.2 再生水灌溉对冬小麦产量品质的安全性研究  20
    2.1.3 再生水灌溉对土壤环境的安全性研究  20
  2.2 技术路线和关键技术  20-22
    2.2.1 技术路线  20-21
    2.2.2 关键技术  21-22
第三章再生水灌溉对冬小麦生长的影响研究  22-40
  3.1 材料与方法  22-24
    3.1.1 试验地点概况  22
    3.1.2 供试作物  22
    3.1.3 设计及布局  22-23
    3.1.4 测定项目与方法  23-24
  3.2 结果与分析  24-38
    3.2.1 再生水灌溉对冬小麦形态指标的影响  24-28
    3.2.2 再生水灌溉对冬小麦生理、生化特性的影响  28-35
    3.2.3 再生水灌溉对冬小麦产量构成因素的影响  35
    3.2.4 再生水灌溉下重金属在冬小麦体内积累与迁移  35-38
  3.3 试验小结  38-40
第四章再生水灌溉对冬小麦产量和品质的影响研究  40-49
  4.1 实验材料与方法  40-41
    4.1.1 设计和布局  40
    4.1.2 测定指标和方法  40-41
  4.2 结果与分析  41-47
    4.2.1 再生水灌溉对冬小麦产量的影响  41-42
    4.2.2 再生水灌溉对冬小麦籽粒品质的影响  42-45
    4.2.3 再生水灌溉对冬小麦组织器官的重金属含量影响  45-47
  4.3 试验小结  47-49
第五章再生水灌溉对土壤环境的影响研究  49-57
  5.1 测定指标与方法  49
  5.2 结果与分析  49-55
    5.2.1 再生水灌溉对土壤养分的影响  49-50
    5.2.2 再生水灌溉对土壤环境微生物的影响  50-53
    5.2.3 重金属在土壤中不同深层的积累与分布  53-55
  5.3 试验小结  55-57
第六章结论与展望  57-60
  6.1 结论  57-59
    6.1.1 再生水灌溉对冬小麦生长的安全性  57-58
    6.1.2 再生水灌溉对冬小麦产量品质的安全性  58
    6.1.3 再生水灌溉对土壤环境的安全性  58-59
  6.2 展望  59-60
参考文献  60-65
附件一  65-66
附件二  66-67
附件三  67-68
附件四  68-69
附件五  69-70
附件六  70-72
致谢  72-73
作者简历  73

再生水灌溉对冬小麦生产的安全性影响研究

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