【摘" "要】" "以生活污水再生水為灌溉水源，對比其與地表水（單獨或混合）灌溉對生菜生長的影響，初步討論生活污水再生水農(nóng)灌回用的可行性。結(jié)果表明：再生水與地表水混灌（1∶1）對生菜葉片數(shù)量、株高具有積極作用，但差異不顯著；混灌過程顯著提高生菜地上與地下部的鮮重和干重，其中地上部鮮重較再生水、地表水單獨灌溉分別增加了23.23%和59.43%。此外，混灌顯著增加了生菜可溶性糖和可溶性蛋白質(zhì)含量；再生水灌溉（單獨或混灌）雖會增加生菜硝酸鹽含量，但均符合國家規(guī)定的葉菜類蔬菜中硝酸鹽含量限值?？傮w來看，再生水與地表水混灌對生菜增產(chǎn)效果最為顯著，初步證實了灌溉過程的有效性和可行性。

【關(guān)鍵詞】" "生活污水再生水；生菜；農(nóng)業(yè)灌溉；生長發(fā)育

【Abstract】" " Reclaimed water is an effective measure to alleviate the contradiction between supply and demand of water resources， and has become an important water source of agricultural irrigation. Taking domestic reclaimed water as the irrigation water source， the paper compares the effects of its irrigation on the growth of lettuce with those of surface water （single or two kinds of water mixed）， and discusses the feasibility of agricultural irrigation reuse of domestic reclaimed water. The results show that the mixed irrigation （1：1） of reclaimed water and surface water has a positive effect on the leave number and plant height of lettuce， but the discrepancy is not remarkable. The mixed irrigation process significantly increases the fresh and dry weights of the above - ground and underground parts of lettuce， and the fresh and dry weights of the above - ground part increases by 23.23% and 59.43% respectively compared with the irrigation with reclaimed water or surface water. In addition， the mixed irrigation may greatly increase the contents of soluble sugar and soluble protein in lettuce. Irrigation with reclaimed water （single or mixed） can increase the nitrate content in lettuce， but it still meets the nitrate content limits stipulated by the State in leafy vegetables. Overall， the mixed irrigation of reclaimed water and surface water has the most significant effect on increasing the yield of lettuce， basically confirming the effectiveness and feasibility of the irrigation process.

【Key words】" " "domestic reclaimed water; lettuce; agricultural irrigation; growth

〔中圖分類號〕 X171.5" " " " " " " " " "〔文獻標識碼〕" A

〔文章編號〕 1674 - 3229（2024）04 - 0063 - 05" ""DOI：10.20218/j.cnki.1674-3229.2024.04.009

0" " "引言

我國是傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)大國，對于灌溉用水的需求量常年居于高位。據(jù)統(tǒng)計，2021年我國的農(nóng)業(yè)用水量為3644.3億m3，占全國用水總量的61.5%［1］。目前，國內(nèi)外水資源供需矛盾日益凸顯，尋找新的替代水源或灌溉補給水源刻不容緩，再生水逐步顯現(xiàn)出巨大潛力和綜合優(yōu)勢。比如，美國將62%的再生水用于農(nóng)業(yè)灌溉［2］，以色列則將這一比例提升至87%。我國的再生水利用量雖然僅為161.1億m3（2021年）［1］，但再生水的回用前景值得期待。

再生水指污水經(jīng)過處理后達到一定水質(zhì)標準，能夠被回用的非常規(guī)水源［3］。再生水常常含有作物生長所需的多種養(yǎng)分，可以一定程度上降低肥料施用率；但再生水的水質(zhì)標準較低，將其用于農(nóng)業(yè)灌溉要相對謹慎并合理調(diào)控風(fēng)險。國內(nèi)外對再生水灌溉作物的研究案例較為豐富：Maestre-Valero［4］發(fā)現(xiàn)再生水可以滿足大部分作物的營養(yǎng)需求，對甜瓜、生菜和檸檬的灌溉過程顯示了經(jīng)濟合理性；宋晴雯［5］認為適當(dāng)濃度的再生水對植物種子、根生長具有促進作用，使用再生水進行農(nóng)灌時應(yīng)考慮其生態(tài)安全性。國內(nèi)對相關(guān)方面的研究起步較晚，對于灌溉行為和界面機制等內(nèi)容尚不清晰?；谇捌谘芯炕A(chǔ)，本文探究生菜生長特性與再生水施配之間的響應(yīng)關(guān)系，力圖為我國東北地區(qū)再生水農(nóng)灌的規(guī)?；图s化提供參考和借鑒。

1" " "材料與方法

1.1" "試驗材料

供試品種為意大利生菜，購于中蔬種業(yè)科技（北京）有限公司。該生菜具有耐寒、易種植、生長速度快等優(yōu)點，適宜在我國東北地區(qū)推廣種植。生活污水再生水取自沈陽市沈北新區(qū)某污水處理廠，該廠采用改良A2/O污水處理工藝，出水水質(zhì)符合《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918-2002）一級A標準與《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標準》（GB 5084-2021）限值，再生水水質(zhì)參數(shù)見表1。

1.2" "試驗設(shè)計

試驗在沈陽師范大學(xué)溫室大棚（123°24′38″E，41°54′22″N）內(nèi)進行，試驗期間平均溫度為21.2 ℃，土壤理化性質(zhì)詳見表2。大棚試驗周期為2023年5月至2023年7月，試驗區(qū)面積為3 m×2.5 m樣地，其中：5月11日開始播種育苗，苗期不做處理，待5葉1心（6月7日）時，參考同類文獻處理方法［6］選取長勢相似的幼苗移栽定植，7月19日采收。試驗設(shè)置3種不同灌溉水源處理，分別為地表水單獨灌溉（W1）、地表水與再生水1：1混合灌溉（W2）、再生水單獨灌溉（W3）。各處理3次重復(fù)，不同處理下的田間灌水時間、灌水量和施肥量一致。

1.3" "測定指標與方法

1.3.1" "生長指標

幼苗定植（6月7日）后，每隔7 d用精度為0.1 cm的卷尺測定每株生菜株高（基部至最高點），人工檢測每株生菜葉片數(shù)量。

1.3.2" "生物量

收獲生菜（7月19日）時，從各處理中隨機選取3株；將其地上部與地下部分離，清水沖洗地下部，去除根部附著土壤；用吸水紙吸凈表面水分并稱量鮮重，然后置于105 ℃烘箱中殺青20 min，轉(zhuǎn)至70 ℃烘至恒重后測定其干重。

1.3.3" "品質(zhì)指標

從各處理的收獲樣品中隨機采取3株生菜的可食用部分，分析其品質(zhì)指標。其中：可溶性糖含量采用蒽酮比色法測定，可溶性蛋白質(zhì)含量采用考馬斯亮藍法檢測。同時，使用水楊酸比色法測定生菜地上部與地下部硝酸鹽含量。

1.4" "數(shù)據(jù)處理

采用Origin軟件分析數(shù)據(jù)和繪圖，差異顯著性為P＜0.05，所得數(shù)據(jù)均用平均數(shù)±標準誤差表示。

2" " "結(jié)果與討論

2.1" "不同處理對生菜生長指標的影響

選取兩類生長指標參數(shù)（葉片數(shù)和株高），分析再生水與地表水配施對生菜生長指標的影響。再生水與地表水配施對生菜葉片數(shù)的影響如圖1a所示?？梢钥闯觯S著生長周期的延長，不同處理下生菜葉片數(shù)均有所增加；不過定植后7 d內(nèi)，葉片數(shù)增長較慢，這可能與生菜的生長規(guī)律有關(guān)［6］；至第28 d時，W2和W3處理較W1處理的生菜葉片數(shù)分別高17.57%和6.08%，其中W2增幅最高，達到216.36%，W1次之為190.20%，W3為185.45%，表明再生水與地表水（按1：1配施）混灌能夠大幅增加生菜葉片數(shù)，但試驗各處理間差異不顯著。對于生菜株高而言（圖1b），隨著定植天數(shù)增加其數(shù)值整體升高，但定植后14 d內(nèi)長勢較慢，而21 d、28 d增長速度最快。對于灌溉水的3種不同配施方式，W2處理的生菜株高增幅最高為257.44%，W1為233.14%，W3最低為225.65%，說明再生水與地表水（按1：1比例）混灌有助于增加生菜株高，但各處理間的差異不顯著。

從生菜生長指標（葉片數(shù)和株高）來看，再生水與地表水進行1：1配施混灌時，相關(guān)參數(shù)增幅均高于再生水與地表水單獨灌溉的數(shù)值，推測再生水與地表水混施灌溉能使生菜一定程度上積極利用再生水養(yǎng)分，同時減緩了再生水消極組分的負面效應(yīng)。楊小玲［7］認為，在灌溉用水養(yǎng)分濃度梯度較低時，作物會將營養(yǎng)組分優(yōu)先保障根系生長，進而導(dǎo)致其地上部分生長指標變差；而再生水中的超量營養(yǎng)物質(zhì)可能對作物生長產(chǎn)生反向脅迫，作物對營養(yǎng)組分的吸收將產(chǎn)生應(yīng)激抑制［8］。這種影響對作物生長初期干擾不顯著，隨著生長周期的延長，生物抗性愈發(fā)明顯，將產(chǎn)生作物生長指標的階段性和規(guī)律性變化。本部分研究結(jié)果與之類似，這也與匡春蘭等人［9］的研究大體相符。

2.2" "不同處理對生菜生物量的影響

通常認為，適度的再生水灌溉作物自身往往表現(xiàn)出高度的根系覓食性，這有助于作物生物量的累積［7］；再生水與地表水配施對生菜生物量的影響見圖2。結(jié)果表明：W2處理下的生菜生物量最高，其地上部鮮重（圖2a）達到138.60±3.18 g/株，地上部鮮重較W3和W1處理分別高23.23%和59.43%，干重（圖2b）為5.47±0.12 g/株。生菜地上部與地下部的鮮重、干重變化趨勢一致，并且與各處理下葉片數(shù)的增長規(guī)律類似，表明再生水與地表水（按1：1配施）混灌有助于提高生菜生物量，體現(xiàn)了再生水中營養(yǎng)元素的強化效果［8］。此外，作物株高和葉片數(shù)量往往會影響光合作用進程和干物質(zhì)積累［10］，因此，本部分生菜生物量也表現(xiàn)出與其生長指標相近的變化趨勢。

2.3" "不同處理對生菜品質(zhì)的影響

選取4類品質(zhì)指標參數(shù)（可溶性糖、可溶性蛋白、地上部硝酸鹽和地下部硝酸鹽），分析再生水與地表水配施對生菜品質(zhì)的影響，結(jié)果如圖3。研究表明：對于可溶性糖（圖3a）和可溶性蛋白（圖3b）而言，不同處理下的數(shù)值變化趨勢一致，即W2處理都顯著高于其他試驗組，這與Lu［11］的研究結(jié)果吻合。具體來看：W2組可溶性糖含量為1.55%±0.05%，較W1和W3組分別高18.27%和23.49%，但W1與W3處理之間差異不顯著；W2組可溶性蛋白含量為16.26±0.15 mg/kg，較W1和W3組分別高59.11%和73.42%，各處理間差異顯著。

相比之下，再生水單獨灌溉（W3）對生菜硝酸鹽含量的影響最顯著。具體來看：W1組地上部硝酸鹽（圖3c）含量為806.61±18.30 mg/kg，明顯低于W2的1043.63±19.97 mg/kg和W3的1232.34±40.84 mg/kg；W1處理地下部硝酸鹽（圖3d）含量為1110.05±47.57 mg/kg，W2地下部硝酸鹽含量為1176.48±40.54 mg/kg，兩者差異不顯著，但均顯著低于W3（1362.17±36.07 mg/kg）。這說明再生水與地表水（按1：1配施）混灌時可顯著增加生菜可溶性糖與可溶性蛋白含量，再生水參與的灌溉將導(dǎo)致生菜硝酸鹽含量總體升高。

值得注意的是，對于生菜可溶性糖和可溶性蛋白含量，地表水單獨灌溉得到的數(shù)值均大于再生水單獨灌溉，且兩種條件下可溶性蛋白含量存在顯著差異，這與劉春成的研究相符［12］。再生水參與下的灌溉會引發(fā)生菜硝酸鹽含量增加，再生水施用比重與生菜硝酸鹽含量正相關(guān)；生菜地上部對硝酸鹽含量的積累大于地下部，這可能與生菜不同部位對硝酸鹽的累積和轉(zhuǎn)化差異有關(guān)［13］。本研究中不同處理條件下，生菜硝酸鹽含量均未超過國家規(guī)定的安全限量3000 mg/kg［14］，驗證了再生水灌溉生菜的總體安全性，這與Rainey［15］的研究相符。

2.4" "討論

再生水不等同于地表水和地下水，因此，在實際農(nóng)灌過程中，要保證灌溉過程效益最大化、風(fēng)險最低化。以本研究為例，再生水和地表水混灌對生菜的積極影響最顯著，不同處理間的結(jié)果差異較明顯。但也有研究表明［16］，在不同灌溉模式下，再生水對釀酒葡萄產(chǎn)量、果實可溶性固形物、可滴定酸和糖酸比等影響均無顯著性差異，推測可能與作物生長環(huán)境（露天培育或大棚種植）、再生水性質(zhì)（來源和組分）、土壤性質(zhì)、作物種類等有關(guān)。本研究后續(xù)將深度剖析再生水和地表水混灌比、再生水來源等細節(jié)問題，力爭為再生水農(nóng)灌的高效性和安全性提供更多保障。

3" " "結(jié)論

從生菜生長指標、生物量和品質(zhì)指標來衡量，應(yīng)用生活污水再生水（單獨灌溉或與地表水配施）灌溉生菜是可行的。再生水與地表水混灌（按1：1配施）有利于生菜葉片數(shù)量、株高、地上部和地下部鮮重和干重等指標，也可以顯著增加生菜可溶性糖和可溶性蛋白含量。再生水單獨灌溉對生菜硝酸鹽含量增加影響最大，但各處理條件下參數(shù)值均符合國家規(guī)定的葉菜類蔬菜中硝酸鹽含量限值。相關(guān)結(jié)果有望為再生水農(nóng)灌產(chǎn)業(yè)和相關(guān)理論研究提供科學(xué)依據(jù)。

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責(zé)任編輯" "呂榮榮

［收稿日期］" "2024-07-23

［基金項目］" "國家自然科學(xué)基金資助項目（21407103）

［作者簡介］" " 榮嘉欣（1997- ），女，沈陽師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院碩士研究生，研究方向：污染生態(tài)學(xué)。

［通信作者］" " 范春輝（1982- ），男，博士，沈陽師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院副教授，研究方向：污染生態(tài)學(xué)。