1、1发展高效农业 废水节能灌溉摘要：分析研究废水节能灌溉具有提高土壤肥力、增加作物产量、改善作物品质，充分利用资源、有效治理由废水引起的水体污染的良好效应。并阐述废水节能灌溉既可缓解因乱排废水对水体造成的污染问题，又可发展高效农业，使城市环境质量得到明显改善的多重效益。 关键词：粉水灌溉；土壤环境；土壤物理性状；土壤化学性状；土壤生物性状；影响 中图分类号：Q938.1+3 文献标识码：A 文章编号： 马铃薯高产稳产、用途多、分布广，是我国的主要粮食和蔬菜作物之一，同时又是畜禽的良好饲料，也是重要的工业原料，具有较高的开发利用价值。 但马铃薯淀粉加工废水排放所造成的资源浪费和水体污染仍是困扰该产
2、业健康发展和当地环境质量的主要问题。2006 年以来，固原市有关单位已就马铃薯淀粉加工废水农田灌溉技术进行了试验研究，初步得出了马铃薯淀粉加工废水用于休闲农田灌溉具有提高土壤肥力、增加作物产量、改善作物品质，充分利用资源、有效治理由废水引起的水体污染的良好效应，且成本低，易推广，已获得 2009 年宁夏回族自治区科技进步三等奖。 2一.马铃薯废水化学成分的分析 马铃薯淀粉加工是纯物理过程，其原料为马铃薯和水，无任何添加剂，产生的废水是一种有机废水，基本不含重金属及人工合成的有害物质，对农田来说就是肥水。淀粉加工只是提取了其中的碳水化合物（碳、氢、氧） ，其他营养成分主要存在于废水之中。它应该富
3、含蛋白质、淀粉、纤维素及钾、磷、钙等营养物质。为了验证这一推论，我们对旋流法和沉淀法两种不同加工工艺的废水进行了化学分析测定，结果表明旋流法和沉淀法产生的废水中汞、镉、砷、铅及六价铬等重金属含量均远远低于灌溉用水标准；两种废水富含 N、K、Mg2+、Ca2+、SO42-等营养元素，旋流法生产的废水 N、K 的含量是沉淀法的二倍多，分别达到 1155mg/L和 1425mg/L；总磷含量均低，仅为 0.58-1.58mg/L， 二粉水灌溉对土壤环境质量的影响 2009 年 10 月 20 日前各点完成示范区划分、打埂覆膜及基点土壤取样,通过四个县七个点每亩灌溉粉水 100m3 和清水 100m3
4、(CK)土壤样品的化验检测。化验检测结果经与土壤环境质量标准 （GB15618-1995）一级标准值比较可以看出所有样品检测值均低于土壤环境质量标准（GB15618-1995）一级标准值，说明每亩灌溉粉水 100m3 对于土壤环境质量没有造成不利影响，适量的粉水用于农田灌溉对土壤环境质量是安全的，土壤重金属汞、砷、镉、铅、铬含量低于一级标准值，达到了自然保护区土壤环境的质量标准。 三粉水灌溉对土壤物理性状的影响 2010 年农科、别庄两试验示范测定结果表明：利用粉水灌溉的 50-3150t 粉水试验处理比对照处理（灌溉清水） ，0-20cm 土层土壤容重降低了 0.006-0.143g/cm3
5、，土壤总孔隙度增加了 0.06-5.37%；粉水灌溉对010cm 土壤物理性状影响较大，对 1020cm 耕层影响较小。 而且从测定结果来看,表现出粉水灌溉量越大，土壤容重越低，土壤孔隙度越高的趋势。农科点灌溉 A3 处理（灌溉 150t 粉水）土壤容重为1.346g/cm3，孔隙度 49.23%，较对照土壤容重减少 0.143g/cm3，孔隙度增加了 5.37%，验证了利用粉水灌溉农田可以有效改善土壤结构的判断。 四粉水灌溉对土壤化学性状的影响 2009 年对灌溉了粉水 1、3、5、7 年的农田和对照田（春季灌溉清水）取样测定了 0-30cm 耕层内土壤有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效
6、磷、速效钾等养分数据，结果表明灌溉粉水的农田较对照田土壤养分有明显增加，灌溉年份越长的农田其土壤的有机质、全氮、全钾、碱解氮、速效钾等养分含量越高，尤以有机质、碱解氮和速效钾的变化最为明显，有机质比对照田增加 0.69-3.52g/kg，增幅为 5.07-25.82%；碱解氮增加 9.305-37.34mg/kg，增幅达到 10.97-44.0%；速效钾比对照田增加 49.34-256.4mg/kg，增幅为 9.86-51.24%，有效磷等养分指标也有不同程度的增幅。 测定方法：有机质：K2Cr2O7 滴定法；全量氮：开氏法；全量磷：碱（酸）熔-钼锑抗比色法；全量钾：NaOH 熔融-火焰光度法
7、；碱解氮：1.2molL-1NaOH 碱解扩散法；有效磷：0.5molL-1NaHCO3-钼锑抗比色法；速效钾：1molL-1NHOAc-火焰光度法。 五.对土壤生物性状的影响 4为了进一步深入了解粉水灌溉对土壤质量性状的影响，我们选取茬口、施肥等田间措施基本一致的农田，以连续灌溉粉水 3 年和连续灌溉清水 3 年，作为处理和对照，以向日葵为供试作物，开展了以研究粉水灌溉与对照土壤养分含量变化、微生物种群变化、参与 N、C 转化的主要微生物生理群（硝化菌群落数）变化、土壤 C、N 量和比值变化、土壤酶活性变化及作物产量为重点内容的初步研究。土样委托西北农林科技大学农业部重点开放实验室化验测定。
8、结果表明： 微生物生物 C、N 量的变化 粉水处理土壤微生物生物 C 量达到623.0mg/kg,比对照增加 24.35%, 粉水处理土壤微生物生物 N 含量为57.0mg/kg,比对照增加 9.62%；C/N 比为 10.9，比对照增加 13.54%。该数据证明粉水处理土壤微生物数量明显增加，且 C/N25:1，从而也从另一方面印证了粉水处理由于有益土壤微生物的增加，提高了土壤养分的含量。 土壤微生种群变化粉水土样中细菌总数达到 4.55*107 个/干土克，较对照增加了 9 倍多；放线菌为 1.76*104 个/干土克，与对照基本持平。真菌总数有所下降。土壤微生物三大种群总量增加。硝化细菌
9、分为亚硝化菌与硝化菌，亚硝化菌的主要功能是将氨氮转化为亚硝酸盐；硝化菌的主要功能是将亚硝酸盐转化为硝酸盐。硝化菌与亚硝化菌在土壤中通常是伴生在一起的。硝化细菌属于好气性化能自养菌，在土壤中较少，但作用力极强，其存在与活动对土壤肥力和植物营养有重要意义，通过硝化作用强度可以推断土壤熟化和管理措施的效果，是改良土壤效果的一个重要指标，特别是对旱地土壤，是供氮能力、肥力状况分析的重要5依据之一。据测定粉水处理土样中硝化菌群落数达到 21 个/干土克，较对照增加了 6 倍，这是显著的良性变化。 土壤酶活性变化 粉水土样中过氧化氢酶活性比对照提高了 5.83%；脲酶活性与对照基本持平；磷酸酶活性较对照增
10、加了 29.17%；蔗糖酶活性比对照提高近 1%；淀粉酶活性与对照持平；多酚酶活性较对照增加1.24%。其中与土壤呼吸强度和微生物活动相关的过氧化氢酶活性提高，与磷酸盐活化相关的磷酸酶活性提高，与土壤芳香族化合物转化，提高土壤修复能力相关的多酚酶活性的提高都是良性的变化。 六不同粉水灌溉量对玉米生长和产量的影响 在作物生育期观测结果表明，利用粉水灌溉的 A1、A2 和 A3 处理玉米长势明显优于对照处理，叶色深绿、植株健壮。 对各处理小区平均产量进行多重比较和新复极差测验（LSR 法） ，结果表明：处理 A1 小区平均产量较除 A2 处理外与其它处理均表现显著差异，除 A2、A3 处理外，与 CK1、CK2 比较表现差异极显著；A2 处理除 A1处理外比较其它处理也呈现显著差异，但处理 A3 与 CK2 表现显著差异，与 CK1 比较差异不显著，说明每亩灌溉粉水少于 100t 可显著增产，粉水灌溉量超过 100m3/亩不但无益反而有害。006g/株，482.2kg/hm2，产量增幅达到 27.19%。
