海水及海水养殖废水灌溉菊芋、油葵效应研究
利用海水及海水养殖废水合理灌溉耐盐作物,既节约了淡水,又避免了养殖废水不经处理直接排放对海洋造成的危害,还能取得一定的经济效益,为滨海地区农业的可持续发展提供了一条新途径。本研究由温室试验和田间试验两部分组成。温室试验通过砂培法研究了不同浓度海水处理下油葵苗期生长发育、离子及养分吸收、光合特征和叶绿素荧光特性等多项指标,从不同角度探索了海水处理下油葵的耐盐生理机制,为大田海水养殖废水灌溉提供理论依据。大田海水养殖废水灌溉菊芋、油葵试验分别于2004年和2005年在山东莱州试验基地进行,试验设六个处理,分别为不灌溉(CK1)、淡水灌溉(CK2),微咸水灌溉(CK3即井水,下同)、海水养殖废水与微咸水配比成1:4、1:2和1:1的混合水灌溉,研究其对菊芋和油葵生长发育、灌后土壤发育、菊芋水分利用效率及菊芋生育期土壤水分变化的影响,为半干旱滨海地区海水养殖废水的合理灌溉提供了依据。结果表明:
一、温室海水灌溉砂培试验:
(1)高浓度海水(40%海水)处理下,油葵幼苗株高、茎粗、根茎叶干重、氮、磷含量较对照大幅下降,根茎叶中S<,K,Na>值很低;且幼苗叶片叶绿素含量、光合及荧光参数较对照也显著下降。由此表明高浓度海水处理严重抑制了油葵幼苗生长和光合作用。
(2)低浓度的海水处理(10%和20%海水)下,油葵幼苗株高、茎粗、根茎叶干重较对照有所下降,根中氮含量、根茎叶中磷含量与对照差异不显著,根茎叶中S<,K,Na>值很高,幼苗叶片叶绿素含量、叶片净光合速率和PS Ⅱ电子传递量子效率较对照也没有明显差异,且油葵幼苗Na<'+>、Cl<'->主要集中于根和茎中,叶中较少。以上表明,低浓度的海水处理对油葵幼苗生长有一定影响,但对油葵养分吸收和光合作用没有影响,幼苗对Na<'+>和Cl<'->的截流作用及对K<'+>强的选择性吸收,使幼苗在盐胁迫下依然能够保持体内的离子平衡,这是其具有一定耐盐性的主要原因。
二、大田海水养殖废水与微咸水混合灌溉试验:
(1)高矿化度的海水养殖废水与微咸水配比混合后灌溉(1:1处理):菊芋株高、茎粗、小区地上部生物量和块茎产量均显著低于各对照处理;油葵株高、茎粗、盘茎、叶片数和籽粒产量也明显低于淡水和井水灌溉处理。菊芋和油葵植株体内Na<'+>、Cl<'->显著高于各对照处理,K<'+>/Na<'+>低于各对照处理。菊芋茎、叶和块茎中全氮含量,各部位全磷含量以及油葵各部位全氮、全磷含量均低于淡水和井水处理。高矿化度的海水养殖废水与微咸水配比混合后灌溉(1∶1处理)菊芋和油葵,土壤各土层盐分含量、0-5cm土层K<,+>含量、各层Na<,+>、CI<,->含量均显著高于各对照处理。表明 1∶1配比的混合水灌溉严重抑制了菊芋和油葵的生长,体内离子平衡被打破,灌后土壤积盐,植株养分含量下降,产量明显降低。(2)配比1∶4处理下:菊芋株高、地上部生物量和块茎产量较淡水和井水处理无显著差异,茎粗显著低于淡水处理;油葵株高明显低于淡水处理,茎粗、盘茎、叶片数、千粒重和籽粒产量与淡水处理相比均无明显差异。菊芋和油葵各部位K<,+>/Na<,+>均高于各对照处理,氮、磷含量较淡水和井水处理都无显著性差异。(3)海水养殖废水配比微咸水灌溉对菊芋和 油葵地土壤全氮含量无影响;而矿化度的海水养殖废水配比微咸灌溉下(1∶4),菊芋和油葵地表层0-20cm土壤有效磷含量明显增高。(4)海水养殖废水配比微咸水灌溉下,菊芋和油葵地表层0-5cm土壤pH值较对照升高,而40-60cm土层pH值较对照下降,整个0-6cm土体值变化范围减小。海水养殖废水配比微咸水灌溉对菊芋和油葵地土壤pH值有一定的影响,但未引起土壤感化。(5)菊芋生育期水分监测显示:两次灌前,菊芋地各层土壤含水量都很低,而菊芋又刚好处于块茎膨大初期和开花期,对水分需求很迫切,因此菊芋生育期间两次灌溉很有必要;同一处理不同层间土壤水分含量随着土壤层次的加深逐渐增加;收获时菊芋地0-40cm土层1∶4处理含水量最高;在不灌溉仅靠自然降雨的条件下,40-60cm土层是菊芋生育中后期的主要供水层,且60cm土层以下到100处土壤水分也可被菊芋利用;水分利用效率1∶4处理最高,1∶1处理最氏。
海水养殖;微咸水;菊芋效应;油葵效应;废水灌溉;耐盐作物
南京农业大学
硕士
植物营养学
刘兆普
2006
中文
S632.9;S274.4
66
2007-07-02(万方平台首次上网日期,不代表论文的发表时间)