再生水灌溉对果岭草坪土壤的影响

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摘要：使用自来水、二级再生水、三级再生水3种水质灌溉果岭草坪，每月表施草炭与石膏混合物、湿润剂、沙子3种基质。两年的研究结果表明：果岭的容重未曾呈现出显著变化（P>0.05）；二级再生水灌溉后果岭土壤K+、Na+含量发生显著变化（P

关键词：再生水；灌溉；果岭土壤；金属离子；营养元素

中图分类号：G 849.3；S 273.5 文献标识码：A 文章编号：1009-5500（2013）05-0033-07

收稿日期：2013-08-21； 修回日期：2013-09-30

基金项目：公益性行业科研专项经费项目（201310289-2）；奥林高尔夫教育与研究专项基金（AL2013007）资助

作者简介：贾哲峰（1985-），男，河北邢台人，硕士研究生。

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常智慧为通讯作者。

再生水（recycled water，RW）是对污废水（城镇生活污废水、工业污废水）进行适当的净化处理后，达到一定的水质标准，满足某种使用功能要求，可应用于各种生产、生活的水[1]。由于我国绿地面积逐渐扩大[2]，传统水资源（地表水、自来水）日益紧缺，开发利用再生水已成为我国支撑社会经济可持续发展的水资源保障体系的一项重要战略对策，是除“节流”等措施之外，“开源”方面转移式发展的具体途径之一，具有显著的社会、生态和经济效益[3]。但是再生水中丰富的N、P等营养元素、较高的全盐含量、多种毒性痕量物质以及病原体可能会成为新的污染源。目前，众多研究为再生水灌溉绿地提供科学依据与指导，尤其在再生水灌溉对绿地植物和绿地土壤两方面的研究相对比较透彻[4-10]。使用再生水分别灌溉草坪草和乔灌木，研究结果表明与清水灌溉相比，土壤pH有升高趋势，但二者之间的差异不明显[11]。相比清水灌溉，再生水灌溉后土壤电导率或全盐量显著性增加，随着灌溉时间的增加，盐分开始积累[12]。长期使用再生水灌溉绿地后土壤会产生一些变化，如土壤盐分、重金属含量的升高，盐碱化的加重，土壤板结，渗透率下降等问题，进而对植物生长造成一定的影响[13，14]。

随着我国高尔夫球场数量逐年增加，再生水也越加广泛用于高尔夫球场草坪[15]，高尔夫球场草坪需水量较大，尤其是果岭草坪作为高尔夫球场养护管理最精细的区域几乎每天都需要灌溉[16]。果岭具有独特的砂质坪床结构[17]，透水透气性良好，利用再生水灌溉时，对草坪土壤形成的影响与普通绿地不同。国内外有关再生水灌溉高尔夫果岭对草坪土壤影响的研究并不多，因此，试验选择用再生水灌溉果岭草坪，通过对草坪土壤的分析，研究再生水灌溉对高尔夫果岭土壤的影响。

1 材料和方法

1.1 试验材料

1.1.1 试验区概况 试验地位于北京市昌平区马池口镇白浮村北京林业大学草坪研究所试验站。地理位置N 40°20′，E 116°22′E，属于温带季风区，暖温带大陆性季风气候，年平均气温为11.8 ℃，7月平均气温25.8 ℃，1月平均气温-4.1 ℃，年均降水量550.3 mm，年均日照时数2 720 h，无霜期163 d，≥10 ℃有效积温3 485 ℃。2008年9月按照United States Golf Association推荐的果岭建造方案建造果岭[17]，果岭剖面共分为4层，从下到上分别为：排水管层、砾石层、粗沙过滤层、根系层；排水管层厚30 cm，中间埋设有孔的PVC管，其余由直径为6～12 mm的砾石填充；砾石层厚10 cm，粗沙过滤层厚度为5 cm，全部由沙粒组成，直径为1～4 mm；根系层厚30 cm，由沙粒和草炭混合组成，直径为2 mm以下（图1）。

图1 果岭坪床结构

Fig.1 Turf-bed structure of green

果岭的整体面积370 m2，草种选为匍匐翦股颖（Agrostis stolonifera），品种为PENN A4，2009年5月建成后果岭整体进行常规管理，2010年4月1日试验在此果岭上进行，试验小区除人工浇灌再生水和表施基质外其他管理措施和试验区之外相同，试验2011年11月结束。

1.1.2 试验灌溉用水 试验选取自来水、二级再生水、三级再生水3种灌溉水。二级再生水是指使用生物法作为主要处理工艺，去除一级处理水中呈胶体和溶解态的有机污染物质（BOD），经过二级处理后，即可达到排入水体的标准。三级再生水是指使用生物脱氮除磷、反渗透、混凝沉淀、砂滤、离子交换等方法，进一步处理二级再生水中难降解的有机物质和易造成水体富营养化的可溶性无机物。

自来水是该地点的地下水井，二级再生水、三级再生水来自于北京市高碑店污水处理厂和酒仙桥污水处理厂，每月对灌溉水进行指标分析，表1为试验中9次水质分析的平均值及范围值。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计 试验区采用随机区组设计，设自来

表1 自来水、二级再生水和三级再生水水质

Table 1 Water quality of tap water，secondary RW and tertiary RW

另外，采取3种不同的表施管理措施，分别为草炭与石膏、湿润剂、沙子3种基质，不同表施措施下土壤背景值（表2）。试验采用3次重复，共27个小区，每个小区面积为2 m×0.8 m，间隔为30 cm（图2）。

表2 果岭土壤原土理化性质

Table 2 Soil physic-chemical characteristics of golf green

图2 小区试验设计

Fig.2 Experimental design

1.2.2 试验区管理 （1） 打孔与表施：试验开始于2010年4月1日，分别于2010年4月10日、9月1日和2011年3月22日、8月29日进行实心打孔，孔径为13 mm；每个月对试验小区表施不同的基质，表施沙子厚度为2 mm，草炭与石膏按体积比为1∶1混合后以0.25 kg/m2表施，湿润剂为2.75 mL/m2。

（2）修剪：采用滚刀型修剪机对果岭进行修剪，1～2 d修剪1次，修剪高度遵循1/3原则，修剪高度为8 mm。

（3）灌溉：依据Penman-Monteith公式，计算出蒸腾量，灌溉量=蒸腾量-降雨量，2周计算1次，确定好后用喷壶人工灌溉试验小区，2010、2011年各月的蒸腾量、降雨量与灌溉量（图3）。

（4）施肥：肥料选用Best缓释肥16-16-16和19-6-12共2种，但在草坪生长欠佳的状况下，施过尿素，具体施肥时间与施用量（表3）。

（5）病虫害防治：在果岭的整个生长季，根据病害实际情况喷施杀菌剂，选用先正达公司的草坪专用广谱杀菌剂“绘绿”（Heritage）；在4、9月份喷施杀虫剂进行虫害预防，选用先正达公司的“卉健”（Meridian）。

（6）越冬：喷施杀菌剂之后覆盖上无纺布与遮阳网。

图3 不同水质灌溉下月蒸腾量、月降雨量与月灌溉量

Fig.3 Monthly transpiration，rainfall and irrigation

amount under different irrigations

表3 施肥时间与施用量

Tab.3 Fertilizing time and amount

1.2.3 土样的采集 地下15 cm土样的采集直径为2 cm的土钻，按照对角线采样法每个试验小区取5个点的土样，取出的土样放在实验室的阴凉干燥通风、无灰尘污染的地方，样品弄碎后平铺在干净的牛皮纸上，待样品自然风干后，根据试验中所需要测定的指标过1 mm，0.25 mm和0.149 mm孔径筛，然后分装到广口瓶，贴上标签放到无日光、高温、潮湿影响的地方，备测。地下2～7 cm的土样使用环刀采集，并用于土壤物理性质中容重的测定，样品处理方法与地下15 cm土样的处理相同。分别在每年的春、夏、秋3个季度进行土样的采集，时间为2010年5月30日、9月30日、10月26日和2011年4月19日、7月16日、10月5日。共选取10个指标即土壤容重、EC、速效磷、速效钾、有机质、全氮、K+ 、Ca2+ 、Na+和Mg2+。测定EC采用电导率仪法；速效磷和全氮分别采用碳酸氢钠浸提法和凯式蒸馏法；有机质采用重烙酸钾油浴法；速效钾和4种金属离子采用火焰原子吸收法。

1.2.4 数据分析 使用SPSS12.0对数据进行分析，运用单因素方差分析，结果以平均数表示。

2 结果与分析

2.1 再生水灌溉对果岭草坪土壤容重的影响

土壤容重与质地、压实状况、土壤颗粒密度、土壤有机质含量及各种土壤管理措施有关。土壤越疏松多孔，容重越小，土壤越紧实，容重越大。粘质土的容重（1.0～1.5 g/cm3）小于砂质土（1.2～1.8 g/cm3）；有机质含量高、结构性好的土壤容重小；耕作可降低土壤容重。

水质处理和表施基质后果岭土壤容重的分析结果表明（表4），二级再生水灌溉处理后土壤容重在1.55 g/cm3，高于自来水和三级再生水灌溉处理，三级再生水和自来水灌溉处理差异不显著，与二级再生水处理程度较低、水质中含有杂质有关；表施草炭与石膏混合物后果岭土壤孔隙度较多，土壤容重较小为1.48 g/cm3，依次低于表施沙子和表施湿润剂，表施湿润剂和沙子间果岭土壤容重相近。自来水、二级再生水、三级再生水3种水质灌溉处理和表施草炭与石膏混合物、湿润剂、沙子3种基质后果岭土壤容重不会发生显著变化（P>0.05）。

2.2 再生水灌溉对果岭草坪土壤EC的影响

土壤溶液具有导电性，导电能力的强弱可用电导率（EC）表示。EC是测定土壤水溶性盐的指标，土壤水溶性盐含量愈高，EC愈大。而土壤水溶性盐是土壤的一个重要属性，是判定土壤中盐类离子是否限制植物生长的因素（表5）。

表4 土壤容重

Table 4 Soil bulk density

表5 土壤电导率

Table 5 Soil EC

对试验中6次取样数据做方差分析，结果表明三级再生水和自来水灌溉处理后土壤EC为0.19 dS/m和0.18 dS/m，二者未呈现显著性差异（P>0.05）；而二级再生水灌溉处理后果岭土壤EC为0.38 dS/m，显著高于自来水0.20 dS/m和三级再生水灌溉处理0.19 dS/m（P0.05）。表施草炭与石膏混合物后果岭土壤EC为0.18 dS/m，而表施湿润剂和表施沙子后果岭土壤EC分别为0.19 dS/m和0.23 dS/m。草炭与石膏可以有效增加土壤孔隙度，增大渗透性有益于植物根部呼吸，降低再生水灌溉后土壤盐分的累积，减弱对植物造成的伤害。

[1] 李远华.节水灌溉理论与技术[M].武汉：武汉水利水电大学出版社，1998.

[2] 刘洪禄，吴文勇，师彦武，等.北京市再生水利用潜力与配置方案研究[J].农业工程，2006，22（2）：289-291.

[3] 吴迪，赵勇，裴源生，等.我国再生水利用管理的建议[J].水利水电技术，2010，10（41）：10-14.

[4] LYUBENOVA L，SCHRODER P.Plants for waste water treatment Effects of heavy metalson the detoxification system of Typhalatifolia[J].Bioresource Technology，2011，102（2）：996-1004.

[5] PARSONS L R，BAHMAN S，HOLDEN R，et al.Reclaimed water as an alternative water source for crop irrigation[J].HortScience，2010，45（11）：1626-1629.

[6] EVANYLO G，ERVIN E，ZHANG X Z.Reclaimed water for turfgrass irrigation[J].Department of crop and soil Environmental Sciences，2010，13（2）：685-701.

[7] NIU G H，RODRIGUEZ D S，Aguiniga L.Effect of saline water irrigation on growth and physiological responses of three rose rootstocks[J].HortScience，2010，11（9）：1479-1482.

[8] 韩烈保，王昌俊，苏德荣.再生水灌溉对绿地土壤及植物影响的研究[J].北京林业大学学报，2006，28（1）：1-7.

[9] 张洪生，张克强，韩烈保，等.再生水灌溉对绿地土壤环境的影响[J].北京林业大学学报，2006，28（1）：78-84.

[10] MAAS P，CASTRO M，HERAS J.Irrigation with treated wastewater：Effects on soil，lettuce （Lactuca sativa L.） crop and dynamics of microorganisms [J].Journal of Environmental Science and Health（Part A），2009，44（12）：1261-1273.

[11] GORI R，FERRINI F，NICESE F P.Effect of reclaimed wastewater on the growth and nutrient content of three landscape shrubs[J].Journal of Environmental Horticulture，2000，18（2）：108-114.

[12] THORMAS J C，VORHEIS R H，HARRIS J T，et al.Environmental Impact of irrigating Turf with Type I recycled water[J].Proquest Agriculture Journals，2006，98（4）：951-961.

[13] CHOI C Y，REY E M .Sub surface drip irrigation for bermudagrass with reclaimed water[J] .Transact ions of the ASAE，2004，47（ 6） ：1943-1951.

[14] TARCHIT Z J，GOLOBAT I Y，KEREN R，et al.Wast ew at er Effects on Montm oril lonit e Suspens ion s and Hydraulic Propert ies of S andy Soils[J].Soil SciSoc Am J，1999，63：554-560.

[15] 马志超，金克林，马宗仁，等.我国高尔夫球场再生水灌溉现状分析[J].节水灌溉，2010，10（2）：30-34.

[16] 韩烈保.高尔夫球场草坪总监手册[M].北京：中国农业出版社，2004.

[17] USGA Green Section Staff.Revising the USGA′s recommendations for a method of putting green construction[J].United States Golf Association，1993，31（2）：1-3.

[18] MONTEITH J L.The state and movement of water in livingorganisms[J].Evaporation and environment，1965：205-234.

Impact of recycled water irrigation

on soil in green

JIA Zhe-feng，CHANG Zhi-hui，LI De-ying

（1.Tongzhou Landscape and Forestry Bureau of Beijing，Beijing 101100，China；2.Turfgrass

Institute of Beijing Forestry University，Beijing 100083，China；3.Dept.of Plant Sciences，

North Dakota State University，Fargo，ND58105，USA）

Abstract：Tap water，secondary recycled water and tertiary recycled water were used to irrigate green.Meanwhile，the mixture of gypsum and peat，wetting agent and sand were topdressed monthly.Results of two years study showed that soil bulk density of green did not significantly change （P>0.05）.However，the content of K+ and Na+ changed significantly after irrigation with secondary recycled water （P

Key words： recycled water；irrigation；soil in green；metal ion；nutrition elements