CN102893777B

CN102893777B - 生活污水用于玉米灌溉改善土壤肥力的方法

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Publication number: CN102893777B
Application number: CN2012102331724A
Authority: CN
Inventors: 姜云超; 杨胜翔; 王丹璐; 於进; 王小娜; 刘琪琪
Original assignee: Lanzhou University
Current assignee: Lanzhou Cloud Environment Technology Co ltd
Priority date: 2012-07-06
Filing date: 2012-07-06
Publication date: 2013-10-30
Anticipated expiration: 2032-07-06
Also published as: CN102893777A

Abstract

本发明公开了生活污水用于玉米灌溉改善土壤肥力的方法，检测生活污水和当地灌溉用水中碱解氮、速效磷和有机质含量；播前灌水：生活污水和的普通用水混合灌溉田间土壤20cm～30cm内含水20%～30%；<u/>出苗期：生活污水和的普通用水混合灌溉田间土壤30cm～40cm内含水22.5%～31%；<u/>拔节期：生活污水灌溉田间土壤30cm～40cm内含水23.5%～33%；<u/>灌浆期：生活污水灌溉田间土壤30cm～40cm内含水25.5%～33%；在玉米的生长周期中应保证土壤肥力，在出苗期过后追加肥料；本发明处理了大学城的生活污水，节约了灌溉用水，对于水资源有效利用，有效改善土壤的肥力，提高玉米产量，减少化肥使用量，帮助农民增产增收，防止土壤盐渍化，有利于土壤有效生产，对于环境保护具有一定的推广价值。

Description

生活污水用于玉米灌溉改善土壤肥力的方法

技术领域

本发明涉及土壤养分治理领域和农作物增产的领域，具体是涉及一种应用生活污水灌溉改善土壤养分含量和促使玉米增产的方法。

背景技术

城市居民日常生活和城市周边大学城在日常生活中产生大量生活污水，一般直接排放或经过简单处理后排放，生活污水中N、P及有机物含量较高且金属离子等污染物含量很低,合理利用可以提高土壤肥力,减少化肥使用,降低成本，而且能够促进植物生长,提高作物产量，节约水资源。生活污水用来进行灌溉缺乏系统性研究，在污水的资源化、污水灌溉对土壤影响、污水灌溉对植物生长影响等方面的不确定性，导致污水灌溉不能被推广开。我国随着农业的发展，可用水资源量逐渐减少，灌溉面积逐年增大。污水资源化现已成为人们普遍关注的问题，而污水灌溉无疑是目前利用污水的一大趋势。

发明内容

本发明的目的就是要针对上述现有技术的不足和缺点,提供一种有效利用生活污水灌溉玉米田，以达到改善土壤肥力的目的，并使玉米增产的方法。

为达到上述技术效果，本发明采用如下的技术方案：

检测生活污水中碱解氮、速效磷和有机质含量，其中碱解氮>9.0 mg/L、速效磷>57.40 mg/L和有机质>165.17 mg/L为合格浇灌用水，检测当地普通灌溉用水碱解氮、速效磷和有机质含量；

玉米播前灌水：生活污水和的普通用水混合灌溉使田间土壤20cm～30cm深度内含水量为20%～30%；

出苗期灌溉：生活污水和的普通用水混合灌溉使田间土壤30cm～40cm深度内含水量为22.5%～31%；

拔节期灌溉：生活污水灌溉使田间土壤30cm～40cm深度内含水量为23.5%～33%；

灌浆期灌溉：生活污水灌溉使田间土壤30cm～40cm深度内含水量为25.5%～33%；

在玉米的生长周期中应保证土壤中碱解氮>50.0 mg/kg、速效磷>25.0 mg/kg和有机质>86 g/kg，在出苗期过后当单独使用生活污水灌溉不能满足玉米生长时追加肥料；

上述灌溉用生活污水符合农田灌溉水质标准GB5084-2005中的规定。

优选的，所述玉米为沈单16号。

优选的，所述生活污水中碱解氮、速效磷和有机质含量低于所述标准，为不合格浇灌用水，需追加肥料。

优选的，所述灌溉方式采用喷灌或浇灌。

优选的，所述灌溉方式为浇灌时，在早晨8点前或晚7点之后进行。

优选的，所述灌溉方法与保护性耕作或秸秆还田耕作法配合进行。

本发明的有益效果：

本发明公开的方法用于玉米种植，不仅有效处理了大学城的生活污水，还节约了灌溉用水，保障了水资源的合理利用，可有效改善土壤的肥力，提高玉米产量，减少化肥使用量，使农民减少生产投入，增大生产产出，有帮助农民增产增收的效果，防止土壤盐渍化，有利于土壤有效生产，对于环境保护具有一定的推广价值。

具体实施方式

2009年～2012年在兰州市榆中县夏官营地区种植玉米50亩，玉米为沈单16号，以夏官营大学城的生活污水作为灌溉用水、以当地的井水作为对比试验田的灌溉用水。该地区位于夏官营大学城附近，年均降雨量350毫米，蒸发量1450毫米，属于温带干旱大陆性气候，当地农民在种田时基本采用抽取地下井水进行灌溉的种植模式，大量使用农家肥和化肥作为增产增收的手段，在该地区选取土壤类型、耕作管理水平基本相同的生活污水灌区和井水灌区进行田间试验，来说明长期用生活污水灌溉对土壤的改良和对植物生长的促进作用。

水中氨氮含量测定用纳氏试剂光度法；水中COD含量测定用重铬酸钾法（COD用来表征污水中有机质含量）；水中总磷含量测定用钼酸铵分光光度法。土壤碱解氮含量测定用扩散法；土壤有机质含量测定用重铬酸钾容量法；土壤速效磷含量测定用化学浸提法。所有分析实验均重复三次，灌溉用生活污水和当地地下水均符合农田灌溉水质标准GB5084-2005中的规定，表一中仅列举水中碱解氮、速效磷和有机质含量。

表1 两灌区污水与井水的水质指标

第一期的试验中，采用纯生活污水和地下水各浇灌一片试验田的方式进行，

玉米播前灌水：使田间土壤20cm～30cm深度内含水量为20%～30%；

出苗期灌溉：使田间土壤30cm～40cm深度内含水量为22.5%～31%；

拔节期灌溉：使田间土壤30cm～40cm深度内含水量为23.5%～33%；

灌浆期灌溉：使田间土壤30cm～40cm深度内含水量为25.5%～33%；

在种植过程中灌溉方式统一采用浇灌，浇灌时间为早晨8点前或晚7点之后进行。

表2 生活污水与井水灌溉土壤理化性状比较

表2是不同时期：对土壤土质N、P、有机质等指标的测量结果，井水灌区土壤碱解氮含量较低，而生活污水灌区土壤碱解氮含量高出井水灌区106.4%，极大的提高了土壤中碱解氮的含量，有效改善了土壤的肥力状况。玉米生长中的三个时期，生活污水灌区土样有机质含量分别比井水灌区高出6.37%，10.36%，2.57%。有机质是土壤中各种营养元素的来源之一，有助于玉米的良好生长。污水灌区土壤有机质含量高于井水灌区，为玉米的生长提供足够的肥力基础。两灌区土壤的速效磷含量属于中下水平（参照速效磷含量中肥水平：37.96 mg/kg），污水总磷含量是井水的39倍，长期使用污水灌溉应该可以在污水灌区表层土富集较多的磷，但实际污水灌区速效磷却低于井水灌区。这主要是因为当地的土壤特质所致，同时当地农民的频繁耕作加快土壤磷素大量淋洗的速度，而且污水灌区的有机质较高也会引起速效磷的流失，因而在二期试验中用生活污水和井水混合灌溉的方式，来有效利用污水灌溉。

玉米生长的各个时期污水灌区土壤含水率高于井水灌区，土壤容重小于井水灌区。因为土壤有机质含量高可使土壤颗粒的黏性增大，从而增加其持水能力。而容重小，土壤疏松多孔，空气含量高，易于耕作。这些都使污水灌区土壤的物理性质优于井水灌区。污水灌溉能为玉米生长提供更有利的环境。土壤浸出液电导率在0―2dS/m时土壤盐分含量小于0.1 g/kg，属于非盐渍化土壤，由表二土壤饱和浸出液的电导率与盐分百分含量可知，生活污水灌溉可有效提高土壤肥力，但不会对土壤造成盐渍化的危害。

在玉米的生长过程中，地上植株部分都可截获光能，但以叶片为主。叶片是玉米进行光合作用而生产干物质的主要器官。另外，株高也是影响植物光合作用的主要因素。因此叶片的数量和外部形态以及株高是评价玉米长势的重要指标。

表3 不同灌区玉米成熟期叶片的各项指标和株高

玉米的长势好坏关键在于它的光合作用，叶片数相同情况下主要看其叶片的大小，由表3可以看出污水灌区玉米叶片比井水灌区叶片长而宽，说明污水灌区叶片吸收光能的效率高于井水灌区。同时污水灌区玉米株高高于井水灌区，若玉米植株过矮叶片之间会有严重的遮光问题，叶片在水平方向的投影对光和作用的影响相比较之下较小，所以污水灌区玉米截获光能的效率高于井水灌区。从而可知污水灌区玉米的长势好于井水灌区。

表4 不同灌区玉米产量的比较

污水灌区的玉米千粒重比井水灌区平均增长了10.8%，穗重增加了8.6%，干重增加了7.4%。污水灌区玉米产量高于井水灌区。

在第一期试验的基础上调整灌溉模式和追加一定的肥料。

在玉米的生长周期中应保证土壤中碱解氮>50.0 mg/kg、速效磷>25.0 mg/kg和有机质>86 g/kg，在出苗期过后当纯生活污水灌溉不能满足玉米生长时追加肥料；

分割两片田地，一片采用浇灌，另一片采用喷灌。与当地农民自种田地做参照。

表5 不同区玉米产量的比较

从表5中可以看出，采用生活污水灌溉后，只需在拔节期和灌浆期追加少量化肥即可与现有的耕种模式取得同样的收成，如果能采用更好的浇灌模式，例如喷灌或滴灌可进一步实现对玉米的增产。

对于使用了保护性耕作的农田：即碎秆浅旋秸秆全程覆盖，前茬玉米收获时留秸秆，切碎浅耙镇压后免耕施肥播种采用本发明的方法可进一步减少化肥投入，同样对于使用了秸秆还田耕作模式的农田也可起到同样的效果。

本发明提供的生活污水灌溉可以改变土壤的N、P含量。从试验中可以看出污水灌区土壤碱解氮含量高出井水灌区106.4%，速效磷含量低于井水灌区7.9%。污水灌区存在土壤磷素流失的问题，是由于该地区污水灌溉的土壤固磷效果较差，造成磷元素被大量淋洗，导致污水灌区速效磷含量低于井水灌区。用生活污水灌溉可以提高灌溉区土壤有机质的含量。玉米生长不同时期污水灌区土样有机质含量分别比井水灌区高出6.37%，10.36%，2.57%。单独的生活污水灌溉容易导致土壤盐渍化，通过本发明有限制的灌溉和与井水混合灌溉可以有效预防土壤盐渍化的发生，同时污灌区土壤疏松多孔、含水率较高也为植物提供了适宜的生长环境。通过表2可知，污灌区土壤电导率值远低于土壤盐渍化临界值，从目前土壤的理化性质状况来看，污水灌溉还没有使土壤发生盐渍化。

本发明公开的方法用于玉米种植，不仅处理了大学城的生活污水，还节约了灌溉用水，保障了对于水资源的合理利用，可有效改善土壤的肥力，提高玉米产量，减少化肥使用量，使农民减少生产投入，增大生产产出，有帮助农民增产增收的效果，防止土壤盐渍化，有利于土壤有效生产，对于环境保护具有一定的推广价值。

以上所述的仅是本发明的优选实例。应当指出对于本领域的普通技术人员来说，在本发明所提供的技术启示下，作为本领域的公知常识，还可以做出其它等同变型和改进，也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种生活污水用于玉米灌溉改善土壤肥力的方法，其特征在于：该方法包括：

玉米播前灌水：生活污水和普通用水混合灌溉使田间土壤20cm～30cm深度内含水量为20%～30%；

出苗期灌溉：生活污水和普通用水混合灌溉使田间土壤30cm～40cm深度内含水量为22.5%～31%；

2.根据权利要求1所述一种生活污水用于玉米灌溉改善土壤肥力的方法，其特征在于：所述玉米为沈单16号。

3.根据权利要求1所述一种生活污水用于玉米灌溉改善土壤肥力的方法，其特征在于：所述生活污水中碱解氮、速效磷和有机质含量低于所述标准，为不合格浇灌用水时，需追加肥料。

4.根据权利要求1所述一种生活污水用于玉米灌溉改善土壤肥力的方法，其特征在于：所述灌溉方式采用喷灌或浇灌或滴灌。

5.根据权利要求1所述一种生活污水用于玉米灌溉改善土壤肥力的方法，其特征在于：所述灌溉方式为浇灌时，在早晨8点前或晚7点之后进行。

6.根据权利要求1所述一种生活污水用于玉米灌溉改善土壤肥力的方法，其特征在于：所述灌溉方法与保护性耕作或秸秆还田耕作法配合进行。