农村混合污水灌溉对农田土壤肥力和微生物多样性的影响
我国作为一个农业大国,农业灌溉在农业生产过程中必不可少。污水作为重要的水源和肥源,其合理灌溉可节省肥料,改善土壤肥力,降低农业生产成本。本研究在调查了阜阳市颍上县柳沟流域典型农田土壤质量现状的基础上,通过室内土柱模拟试验,探究了农村混合污水灌溉对小麦生长及其土壤养分、酶活性及微生物多样性的影响。主要研究结果如下:1、阜阳市颍上县柳沟流域典型农田土壤质量现状评价（1）研究区农田土壤Cu、Zn、Cr、Ni、Pb、Cd、As和Hg的含量均未超出《土壤环境质量标准-农用地土壤污染风险管控标准》（GB15618-2018）中的筛选值,但Cd、Ni、As和Zn的含量却在不同程度上超出安徽省土壤背景值;（2）研究区农田土壤各重金属元素的单因子污染指数均小于1,无重金属污染,且Ni和Cd的污染指数最高,变幅分别为0.270.47和0.400.57。同时,研究区土壤综合污染指数均小于0.7,属安全等级;（3）研究区重金属Cd和Hg是最主要的潜在生态风险因子,且研究区总潜在生态风险值（RI）为83.93118.86,潜在生态风险程度为轻度;（4）研究区土壤综合肥力指数为0.981.07,属一般水平,且有机质和碱解氮为土壤肥力的主要限制因子。2、农村混合污水灌溉对土壤养分含量、酶活性及微生物多样性的影响与清水灌溉（CK）相比,农村混合污水灌溉（WG）处理后:（1）土壤全钾、全磷、速效钾和碱解氮含量增加（4.5446.84%）,而土壤pH、有机质、全氮和速效磷含量降低（2.0232.61%）,且土壤pH极显著降低（P<0.01）,土壤速效钾含量显著增加（P<0.05）,农村混合污水灌溉提高了供试土壤的综合肥力水平。（2）土壤过氧化氢酶和土壤酸性磷酸酶活性极显著低于CK处理（P<0.01）,而土壤脲酶和土壤转化酶活性显著高于CK处理（P<0.05）;（3）土壤中细菌和真菌的Shannon、Ace、Chao、Coverage微生物活性指数均有所提高,Simpson指数降低,说明WG使土壤细菌与真菌的多样性增加。同时,微生物群落结构分析结果表明WG改变了细菌和真菌在genus水平上各优势物种的相对丰度。3、农村混合污水灌溉对小麦生长及其根际微环境的影响与清水灌溉（CK）相比,农村混合污水灌溉（WG）处理后:（1）小麦株高、径粗、鲜重和干重均显著高于CK处理（P<0.05）,小麦叶片叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量显著增加（P<0.05）;（2）小麦根际土壤除有机质含量增加16.42%外,pH、土壤全氮、全钾、全磷、速效磷、速效钾和碱解氮含量及综合肥力均降低（0.95%16.79%）,且速效钾含量降低较为显著（P<0.05）;（3）小麦根际土壤酸性磷酸酶、脲酶和转化酶活性均显著高于CK处理（P<0.05）,过氧化氢酶活性显著降低（P<0.05）;（4）由Shannon、Ace、Chao、Coverage、Simpson指数及细菌和真菌在genus水平上微生物群落结构分布可知,小麦根际土壤细菌多样性降低,真菌多样性增加。同时,改变了小麦根际土壤细菌和真菌在genus水平上优势种的相对丰度,但细菌优势种的种类没有发生改变,真菌优势种的种类发生了改变。
- 作者：
- 范东芳
- 学位授予单位：
- 安徽师范大学
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2019年
- 导师姓名：
- 刘辉
- 中图分类号：
- X703；S158；S154.3
- 关键词：
- 污水；灌溉；土壤养分；土壤酶活性；微生物多样性
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- 基金项目：
- 国家“十二五”水体污染控制与治理科技重大专项“沙颍河中下游农业面源污染控制与水质改善技术研究与综合示范”（2015ZX07204-007）子课题“农村污水生态净化与典型支流水质改善适用技术集成研究与工程示范”中“农村混合污水多级生态塘净化与灌溉减排技术研究”