海水及海水养殖废水灌溉菊芋、油葵效应研究

摘要

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。

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文摘

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引言

文献综述

材料与方法

结果与讨论

第1章海水处理下油葵幼苗的生理响应

第2章大田海水养殖废水灌溉对菊芋、油葵生长发育的影响

第3章海水养殖废水灌溉对土壤发育的影响

第4章海水养殖废水灌溉对土壤含水量和菊芋水分利用效率的影响

全文结论

参考文献

致谢