污水灌溉對土壤有機質含量及玉米長勢的影響

於 進，王丹璐，楊勝翔，王小娜，劉琪琪

蘭州大學資源環境學院，甘肅蘭州 730000

0 引言

隨著城市的發展，城市生活污水的產生量越來越大，現在城市生活污水主要收集到污水處理廠進行處理后排放，有部分進行中水回用，但如何將污水資源化成為人們普遍關注的問題，而污水灌溉無疑是目前利用污水的一大趨勢。目前， 我國污水灌溉面積已超過1.33×106 hm2[1]。本文研究污水灌溉對土壤有機質含量的影響，有助于當地農戶有效施肥。土壤有機質含量是影響土壤肥力的一項重要指標，土壤有機質是土壤中各種營養元素特別是氮、磷的重要來源[2]。它能使土壤具有保肥力和緩沖性，還能使土壤疏松和形成結構，從而可改善土壤的物理性狀，它也是土壤微生物必不可少的碳源和能源[3]。因此本文就污水灌溉對玉米生長的影響主要通過分析污水灌溉對土壤有機質含量的影響，來反映污水灌溉對玉米生長的影響。

1 材料與方法

1.1 實驗設計及供試土壤

夏官營地區是榆中縣全縣主要的經濟作物區，海拔1 720m，屬于溫帶干旱大陸性氣候，年均降雨量350mm左右。實驗田選在夏官營大學城附近，其污水來源主要是大學城的生活污水。在該地區選取兩塊理化性質及種植方式一致的玉米地作為污水灌區和井水灌區實驗田，在兩灌區玉米的出苗期（5月28日）、拔節期（6月28日）、灌漿期（9月17日）采集灌溉用水和土壤樣品，作對照試驗。最后測量兩灌區成熟期玉米的各項指標并進行對比。

1.2 測定項目及方法

灌溉用水化學需氧量（COD）用重鉻酸鉀法，土壤有機質含量用重鉻酸鉀容量法。玉米植株測量株高、葉寬（葉片最大寬度）、葉長；玉米穗部測量千粒重、穗重、干重等指標。

2 結果與分析

2.1 污水灌溉對土壤有機質含量的影響

水質有機物含量主要由COD與BOD5來表示，其中COD是表示水中還原性物質多少的一個指標，而水中還原性物質主要是各種有機質。研究表明，污水灌溉可以增加土壤有機質含量[1]，實驗研究不同時期灌溉污水中有機質含量對土壤有機質含量的影響，實驗結果如表1所示。

表1 玉米生長各時期灌溉用水COD及土壤有機質的含量

結果表明，出苗期、拔節期、灌漿期三個時期污水COD含量分別為井水的4.97、5.91、67.02倍，明顯高于井水。說明污水中還原性物質特別是有機物的含量明顯高于井水，在循環水系統中有機物含量高會促進微生物繁殖而為土壤提供有機質提高土壤的有機質含量。并且同一時期的污水灌區土壤有機質含量分別比井水灌區高出6.37%，10.36%，2.57%，綜上污水灌溉可以適當增加土壤有機質含量。

2.2 污水灌溉對玉米長勢的影響

玉米的產量最終取決于葉片對光能的吸收利用與轉化[4]，葉片光合作用是物質生產的基礎[5]，一種作物生產的總干物質，可因葉量的多少不同而異[6]。玉米的生長過程中，玉米植株地上部分以葉片為主，用來截獲光能，進行光合作用而生產干物質。因此葉片的數量和外部形態尤為重要，此外株高對光能的截獲也有很大的影響[7]。以此為依據，在玉米的成熟期對兩灌區玉米葉片和株高進行測量并作對比分析，結果為：污水灌區葉長121.05cm，葉寬12.36cm，葉片數14，株高309.8cm；井水灌區葉長105.50cm，葉寬11.25cm，葉片數14，株高247.9cm。

結果表明，玉米的長勢好壞關鍵在于它的光合作用，葉片數相同情況下主要看其葉片大小，可以看出污水灌區玉米葉片比井水灌區葉片長而寬，說明污水灌區葉片吸收光能的效率高于井水灌區。且污水灌區玉米株高高于井水灌區，若玉米植株過矮葉片間會有嚴重的遮光問題，葉片在水平方向的投影對光和作用的影響相比較之下較小，截獲的光能會減少，所以污水灌區玉米截獲光能的效率高于井水灌區。綜上污水灌區玉米的長勢優于井水灌區。

2.3 污水灌溉對玉米產量的影響

玉米的干物質產量90%以上來自綠色葉片光合作用制造的有機物質，產量的形成具體表現為干物質的積累和分配[8]。因此對比兩灌溉區成熟期玉米的千粒重、干重、穗重（風干，去苞皮），可分析兩灌區玉米的產量差異與污水灌溉對玉米產量的影響，結果為：污水灌區千粒重410g，干重4 008.00g，穗重387.2g；井水灌區千粒重370g，干重3 732.04g，穗重356.4g。

結果表明，污水灌溉的玉米千粒重相對于井水灌溉平均增長了10.8%、穗重增加了8.6%、干重增加了7.4%。說明污水灌區由于污水灌溉，導致土壤有機質含量較井水灌區高，促進了污水灌區玉米的生長，在一定程度上提高玉米的產量。

3 結論與討論

1）綜合以上實驗，可得用生活污水灌溉可以提高灌溉區土壤有機質的含量。生活污水中含有的較多有機質，會在土壤中積累，進而提高了土壤有機質含量和肥力，并被植物吸收與利用；2）用生活污水灌溉可以促進玉米的生長、提高玉米的產量。生活污水灌溉提高了土壤有機質的含量，土壤有機質含量的提高可以使得土壤肥力、改善土壤結構得到改善，并且提供其他營養元素，這些因素都有利于植物的生長。進而促進污水灌區玉米莖、葉的生長，提高玉米進行光合作用的效率，增加玉米干物質產量，使玉米的產量提高；3）污水灌溉可以提高玉米的產量，增加農民的收入，但具體的灌溉模式以及清、污水的配比還有待進一步的研究與探討。

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