再生水灌溉條件下施肥定額對水稻產(chǎn)量、品質(zhì)及重金屬的影響

王昭陽，田軍倉，2，3*

（1.寧夏大學(xué)土木與水利工程學(xué)院，寧夏銀川 750021；2.寧夏節(jié)水灌溉與水資源調(diào)控工程技術(shù)研究中心，寧夏銀川 750021；3.旱區(qū)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)水資源高效利用教育部工程研究中心，寧夏 銀川 750021）

水稻是寧夏重要的優(yōu)勢作物。隨著農(nóng)業(yè)領(lǐng)域水資源供需矛盾的不斷加劇，加快對再生水灌溉水稻的研究，推動寧夏再生水灌溉水稻高質(zhì)量發(fā)展勢在必行。再生水利用可有效解決水資源短缺問題，同時為國家水資源可持續(xù)利用提供有力保障，在我國已被證明技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理[1]。近年來，我國陸續(xù)頒布了城市污水再生利用系列水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)[2]，將再生水回用在生態(tài)用水、景觀環(huán)境用水、市政用水、農(nóng)林牧漁業(yè)用水等途徑中[3]。研究表明，再生水中的氮磷鉀可以為作物提供營養(yǎng)[4]，進(jìn)而減少化肥的使用。董思瓊等[5-6]研究發(fā)現(xiàn)，隨著灌溉水中再生水比例的增大，辣椒株高、莖粗、光合指標(biāo)、產(chǎn)量、肥料偏生產(chǎn)力均值增大。徐桂紅等[7]研究發(fā)現(xiàn)，相較于自來水對照處理，再生水灌溉處理對番茄光合及葉綠素有促進(jìn)作用。王璐璐等[8]通過試驗發(fā)現(xiàn)，相比自來水對照處理，再生水灌溉處理的黃瓜的維生素C 量、可溶性糖和可溶性固形物量平均值分別增加了1.14%，12.64%，5.8%。

2）退出控制電源、儲能電源后，繼保人員手動復(fù)歸，兩信號消失。投分一次控制電源后，“告警”信號又出現(xiàn)，且無法復(fù)歸。保護(hù)裝置掉電重啟后，告警信號可手動復(fù)歸。再次分投一次控制電源，告警信號再次無法手動復(fù)歸。

目前，再生水灌溉對番茄、黃瓜及辣椒等農(nóng)作物的生長、產(chǎn)量、品質(zhì)、光合作用和重金屬含量的影響已有研究，而再生水灌溉對水稻的生長、產(chǎn)量、品質(zhì)和重金屬含量影響的研究鮮見報道。因此，本文采用對比試驗法，在寧夏中衛(wèi)市宣和鎮(zhèn)宣和村開展再生水灌溉條件下施肥定額對水稻產(chǎn)量、品質(zhì)及重金屬影響的研究，旨在為寧夏再生水灌溉水稻的推廣提供理論與技術(shù)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗點基本情況

本試驗于2021 年4 月至9 月在寧夏中衛(wèi)市宣和鎮(zhèn)宣和村（105°26′E，37°28′N）進(jìn)行。試驗田土壤屬壤土，0～20 cm 播前土壤干容重為1.46 g/cm3，田間持水率為22.4%（占干土重%）。再生水為中衛(wèi)市第四污水處理廠生活污水處理水，再生水水質(zhì)符合《再生水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（SL 368—2006)、《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 5084—2021）及《城市污水再生利用 農(nóng)田灌溉用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 20922—2007）的規(guī)定。土壤理化性質(zhì)見表1 所示。灌溉水質(zhì)指標(biāo)見表2所示。

根據(jù)上述分析，產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新速度對創(chuàng)新效益的影響可能存在非線性關(guān)系，即門檻效應(yīng)。以單門檻為例，如果存在1個創(chuàng)新速度門檻水平τ，當(dāng)S≤τ以及S＞τ時，產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新速度對創(chuàng)新效益的彈性系數(shù)并不一致，并呈現(xiàn)出顯著的差異，為此引入虛擬變量Di:

表1 土壤理化性質(zhì)

表2 灌溉水質(zhì)指標(biāo)

1.2 試驗設(shè)計與實施

土壤水分和氮素營養(yǎng)是影響水稻品質(zhì)的重要因子，結(jié)實期土壤水分和氮素營養(yǎng)對稻米品質(zhì)的影響存在互作效應(yīng)[10]。

ZF3 比ZF2 的重金屬鉛含量高66.7%，而施肥定額最低的ZF1 處理中，則未檢出重金屬鉛。原因可能是：施肥量越多，水稻生長發(fā)育較好，根系更為發(fā)達(dá)，從再生水和土壤中汲取更多養(yǎng)分，同時也會吸收更多重金屬離子；反之，施肥量越低，植株發(fā)育遲緩，根系則無法從水中和土壤中汲取養(yǎng)分，重金屬鉛積累較少。

表3 試驗方案

試驗田長58.52 m，寬12.3 m，分成3 個處理區(qū)。水稻于2021 年5 月20 日播種，10 月11 日收割，生育期145 d。水稻采用機械旱播種植。每個小區(qū)對應(yīng)一個處理，在各個處理之間采用土埂和竹竿撐起的塑料薄膜將水面隔開。在水稻生育期中的需肥關(guān)鍵期分2 次進(jìn)行施肥。具體追肥及灌水情況如表4～表5 所示。

表4 不同處理灌水實施情況

表5 不同處理施肥實施情況

1.3 測定項目及方法

水稻產(chǎn)量的測定:水稻收割前避開邊行，在每個處理自左至右斜對角線的上中下位置各取1 個水稻株長勢均勻的區(qū)域，按照1 m×1 m 規(guī)格進(jìn)行實割取樣，測產(chǎn)樣本經(jīng)脫粒、曬干、揚凈后稱重，測定每個取樣小區(qū)產(chǎn)量。每個處理定點取5 株水稻進(jìn)行穗長、千粒重、穗粒數(shù)的測定，穗長用鋼卷尺測量，千粒重用精度為0.01 g 的電子天平稱重，穗粒數(shù)通過人工查數(shù)來測定。

水稻品質(zhì)及重金屬測定:水稻籽粒中的直鏈淀粉、蛋白質(zhì)與重金屬鉛、鉻、砷含量送專業(yè)檢測機構(gòu)測定。

水稻生育期及時長：記錄水稻的播種時間，觀測水稻的不同生育階段，記錄起止時間并統(tǒng)計時長。

水稻產(chǎn)量由穗長、穗重、有效穗粒、結(jié)實率和有效穗數(shù)等指標(biāo)構(gòu)成[9]，其中稻谷產(chǎn)量的大部分來自抽穗后的干物質(zhì)積累，抽穗前干物質(zhì)轉(zhuǎn)運籽粒的部分對產(chǎn)量的貢獻(xiàn)較小。不同處理水稻產(chǎn)量及構(gòu)成因素見表7。

數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計方法：采用Excel 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)計算和統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 水稻生育期分析

水稻在5 月20 日播種，10 月11 日收獲，生育期共145 d。苗期共38 d，占全生育周期的26%；分蘗期共32 d，占全生育周期的22%；拔節(jié)孕穗期共28 d，占全生育周期的19%；抽穗開花期共16 d，占全生育周期的11%；灌漿-乳熟期共31 d，占全生育周期的21%（表6）。

表6 水稻生育期及時長

2.2 不同處理對水稻籽粒產(chǎn)量及構(gòu)成因素的影響

雅各布斯不喜歡過度規(guī)劃、過于整齊的城市，而更熱愛短的、七拐八扭的街道。這些街道讓人們能享受到拐彎的空間感樂趣，又是觀察市民的“眼睛”。而我們就在TIT巨大而錯綜復(fù)雜的園區(qū)內(nèi)體會這種樂趣。此時，傳承F-TYPE跑車精髓的捷豹XE，體現(xiàn)出它征服彎道的先天優(yōu)勢。

2.2.1 不同處理對水稻穗長的影響 不同處理水稻穗長見表7。由表7 可知，在設(shè)計試驗工況下，穗長隨著施肥量的增加而增大，水稻穗長從高到低的排序為ZF3，ZF2，ZF1。ZF3 處理水稻的穗長最大，為21.9 cm。ZF3 比ZF2，ZF1 的穗長分別高16.5%和26.6%，ZF2比ZF1 的穗長高8.67%。

紡織配飾品一般具有兩種功能：服用性和裝飾性。比如手套、圍巾、帽子之類更多的是具備服用性，裝飾性其次。而領(lǐng)結(jié)、裝飾手套之類更多的是具備裝飾性。生產(chǎn)企業(yè)有時會很困惑這么多的標(biāo)準(zhǔn)，怎樣對應(yīng)使用最為合適的標(biāo)準(zhǔn)？一旦對應(yīng)錯了產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，企業(yè)將會面臨巨大的損失。首先產(chǎn)品質(zhì)量沒有得到最為合適的控制，有可能按標(biāo)準(zhǔn)檢測后產(chǎn)品合格，進(jìn)入市場后消費者體驗很差，那么企業(yè)的信譽將受到嚴(yán)重?fù)p害，影響以后的銷售；也有可能用錯誤的標(biāo)準(zhǔn)多次測試都不合格，無法順利進(jìn)入市場。其實，F(xiàn)Z/T 73044-2012《針織配飾品》和FZ/T 82006-2018《機織配飾品》都明確規(guī)定了其適用范圍。

2.2.2 不同處理對水稻有效穗粒的影響 水稻穗粒數(shù)是由穎花的分化和退化共同決定的，穎花的分化和退化與遺傳相關(guān)，更易受到稻田環(huán)境因素的影響，在穗分化形成期給予適當(dāng)?shù)乃峙c養(yǎng)分供應(yīng)可以有效地防止穎花退化，有利于最終穗粒數(shù)的增加。

2.2.5 不同處理對水稻產(chǎn)量的影響 由表7 可知，在設(shè)計試驗工況下，水稻的產(chǎn)量隨著施肥量的增加而增大，ZF3 處理水稻的產(chǎn)量最大。水稻產(chǎn)量從高到低的排序為ZF3，ZF2，ZF1；ZF3 比ZF2，ZF1 的產(chǎn)量分別高16.32%和29.8%；ZF2 比ZF1 的產(chǎn)量高11.6%。

2.3.1 不同處理對水稻中蛋白質(zhì)含量的影響 稻米中的蛋白質(zhì)非常豐富，其中賴氨酸、蘇氨酸微量元素的含量極為豐富，水稻蛋白質(zhì)在溶解性、生物價和能量吸收方面都有很好的性能[11]，同時在稻米中的各種氨基酸含量的比值都是非常接近人體需要。由表8可知，不同處理的水稻籽粒蛋白質(zhì)含量隨著施肥定額的增加而逐漸增加，按照水稻籽粒蛋白質(zhì)含量由高到低的順序為ZF3（6.1 mg/kg），ZF2（6.0 mg/kg），ZF1（5.9 mg/kg）。ZF3 處理水稻中蛋白質(zhì)含量最大。ZF3比ZF2，ZF1 的蛋白質(zhì)含量分別高1.67%和3.39%，ZF2 比ZF1 的蛋白質(zhì)含量高1.69%。

計算機信息化教育已經(jīng)在我國初步發(fā)展起來，但仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。要想深化計算機信息化教育，我們的政府應(yīng)該詳細(xì)制定相關(guān)的政策并加強引導(dǎo)，支持建立專業(yè)計算機信息化教育機構(gòu)；學(xué)校與企業(yè)之間應(yīng)該加強合作；教師更應(yīng)該轉(zhuǎn)變現(xiàn)有的觀念，加強計算機信息化學(xué)習(xí)，改變教學(xué)方式。相信在不遠(yuǎn)的將來，計算機信息化教育必將成為我國教育的主流模式，提供更多的專業(yè)人才，使中國在世界科技之林中立于不敗的位置。

2.2.4 不同處理對水稻千粒重的影響 由表7 可知，在設(shè)計試驗工況下，水稻的千粒重隨著施肥量的增加而增大，ZF3 處理水稻的千粒重最大。水稻千粒重從高到低的排序為ZF3，ZF2，ZF1；ZF3 比ZF2，ZF1的千粒重分別高8.85%和19.69%；ZF2 比ZF1 的千粒重高9.96%。

大多數(shù)孩子拿現(xiàn)金有困難，但摸索著在家里找點廢品卻不是大問題。不過，對于什么是不要的廢品，孩子們和大人們的想法有時候并不一致——尤其是在被打糖的香甜誘惑迷昏了頭腦的情況下。每次來了賣打糖的人，孩子們都是一陣雞飛狗跳地到處找廢銅爛鐵湊著換糖吃，生怕動作慢了，賣打糖的人就走掉了。

由表7 可知，在設(shè)計試驗工況下，水稻的有效穗粒隨著施肥量的增加而增大，ZF3 處理水稻的有效穗粒最大，為197 粒/穗。水稻有效穗粒從高到低的排序為ZF3，ZF2，ZF1；ZF3 比ZF2，ZF1 的有效穗粒分別高9.4%和22.4%；ZF2 比ZF1 的有效穗粒高11.8%。

表7 不同處理水稻產(chǎn)量及構(gòu)成因素

2.3 不同處理對水稻品質(zhì)和重金屬的影響

本文采用小區(qū)對比試驗方法，選擇施肥定額為控制因素，設(shè)3 個水平（高肥、中肥和低肥），旨在研究灌溉方式、栽培等相同條件下，施肥定額對水稻產(chǎn)量、品質(zhì)及重金屬的影響。灌水和施肥時間依據(jù)水稻生育期需水和需肥規(guī)律確定，試驗方案如表3 所示。

2.2.3 不同處理對水稻有效穗數(shù)的影響 由表7 可知，在設(shè)計試驗工況下，水稻的有效穗數(shù)隨著施肥量的增加而增大。ZF3 處理水稻的有效穗數(shù)最大。水稻有效穗數(shù)從高到低的排序為ZF3，ZF2，ZF1；ZF3 比ZF2，ZF1 的有效穗數(shù)分別高44.9%和70.8%；ZF2 比ZF1 的有效穗數(shù)高17.8%。

2.3.2 不同處理對水稻中直鏈淀粉含量的影響 直鏈淀粉是表征稻米質(zhì)地和適口性的指標(biāo)，其含量與米飯口感、黏性、韌性呈負(fù)相關(guān)。表觀直鏈淀粉含量（AAC）和蛋白質(zhì)含量（PC）是影響水稻食味品質(zhì)的主要因素，在一定范圍內(nèi)，二者越低則食味越佳，因此表觀直鏈淀粉和蛋白質(zhì)雙低的粳稻資源中可能蘊含食味優(yōu)良材料[12]。由表8 可知，不同處理的水稻籽粒直鏈淀粉含量隨著施肥定額的增加而逐漸增加，水稻籽粒直鏈淀粉含量由高到低的順序為ZF3（11.4 mg/kg），ZF2（10.9 mg/kg），ZF1（10.1 mg/kg）。ZF3 處理水稻中直鏈淀粉含量最大。ZF3 比ZF2，ZF1 的直鏈淀粉含量分別高4.59%和12.87%，ZF2 比ZF1 的直鏈淀粉含量高7.92%。

根據(jù)被調(diào)查人的敘述和歷年水文資料分析，本次洪水前涑水河與姚暹渠河干，灣灣河流量極小，可以忽略不計，洪水時段內(nèi)也沒有有效降雨。據(jù)此可根據(jù)如下公式計算本次洪水時段內(nèi)伍姓湖水文站總徑流量：

2.3.3 不同處理對水稻中重金屬鉛的影響 由表8可知，本試驗條件下重金屬鉛含量變異幅度為0～0.1 mg/kg。符合《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中污染物限量》（GB 2762—2017））（以下簡稱《標(biāo)準(zhǔn)》）對水稻中重金屬鉛的要求。水稻籽粒中重金屬鉛的含量隨著水稻施肥量的增加而逐漸增加。不同處理水稻中重金屬鉛的含量從高到低排序為ZF3（0.1 mg/kg），ZF2（0.06 mg/kg），ZF1（未檢出）。

番茄的生長對于土壤要求低，土質(zhì)疏松、排水性良好的砂質(zhì)土最佳，在很多地區(qū)均可以生長。土壤通透性是否良好，將直接影響到番茄種植成果，而土壤的通透性將在很大程度上影響到番茄是否可以茁壯成長。如果缺少充分的氧氣支持，土壤空氣含氧量在2%以下，將影響到番茄植株生長。所以，應(yīng)該保證生產(chǎn)基地地勢平坦、土層深厚以及排水良好，pH值在6-7。

2.3.4 不同處理對水稻中重金屬鉻的影響 由表8可知，本試驗條件下重金屬鉻含量變異幅度為0.77～0.93 mg/kg。符合《標(biāo)準(zhǔn)》對水稻中重金屬鉻的要求。水稻籽粒中重金屬鉻的含量隨著水稻施肥量的增加而逐漸增加。不同處理水稻中重金屬鉻的含量從高到低排序為ZF3（0.93 mg/kg），ZF2（0.84 mg/kg），ZF1（0.77 mg/kg）。

ZF3 比ZF2，ZF1 的重金屬鉻含量分別高10.7%和20.8%；ZF2 比ZF1 的重金屬鉻含量高9.1%。ZF3處理水稻中重金屬鉻含量最大，原因與重金屬鉛的規(guī)律相同。

2.3.5 不同處理對水稻中重金屬砷的影響 由表8可知，本試驗條件下重金屬砷含量變異幅度為0.06～0.10 mg/kg。水稻籽粒中重金屬砷的含量隨著水稻施肥量的增加而逐漸增加。不同處理水稻中重金屬砷的含量從高到低排序為ZF3（0.1 mg/kg），ZF2（0.07 mg/kg），ZF1（0.06 mg/kg）。ZF3 含量僅為《標(biāo)準(zhǔn)》限值的50%，符合現(xiàn)行規(guī)范對水稻中重金屬砷的要求。

表8 不同處理水稻品質(zhì)及重金屬mg/kg

ZF3 比ZF2，ZF1 的重金屬砷含量分別高42.9%和66.7%；ZF2 比ZF1 的重金屬砷含量高16.7%。ZF3處理水稻中重金屬砷含量最大，原因與重金屬鉛的規(guī)律相同。

3 討論

本研究表明，再生水灌溉條件下，水稻的產(chǎn)量隨著施肥定額的增大而逐漸增大，增加施氮量可提高水稻的產(chǎn)量。

醫(yī)學(xué)院?？蒲刑帒?yīng)加大“立德樹人”思想政治教育研究經(jīng)費投入力度，設(shè)立校級科研課題，鼓勵全校教職員工參與，引導(dǎo)思政教育普及、普遍化；設(shè)備、后勤、保衛(wèi)等相關(guān)部門做好學(xué)生的服務(wù)與保障工作，大家齊心協(xié)力，共同做好學(xué)生思想政治教育工作。2.5大樹之果實：德智體美勞全面發(fā)展的社會主義建設(shè)者和接班人

本研究表明，再生水灌溉條件下，隨著施肥水平的逐漸增大，水稻中的直鏈淀粉含量逐漸增大。這與李書先等[13]，袁天澤等[14]的研究結(jié)論基本一致。J.I.Kim 等[15]研究發(fā)現(xiàn)，氮肥對直鏈淀粉含量影響不大。可能是由于在本試驗條件下，不僅施加氮肥，還有較低水平的磷肥，在氮肥和磷肥的共同作用下促進(jìn)了水稻中直鏈淀粉的生成。本研究表明，在再生水灌溉條件下，隨著施肥水平的逐漸增大，水稻中蛋白質(zhì)含量逐漸增大。這與劉秋員等[16]、唐健等[17]、S.J.HUANG等[18]的研究結(jié)果基本一致：施用氮肥可以促進(jìn)水稻中蛋白質(zhì)的生成。

本研究表明：再生水灌溉條件下，隨著施肥定額的增加，水稻的籽粒產(chǎn)量及構(gòu)成因素均逐漸提高；水稻中的蛋白質(zhì)、直鏈淀粉含量和重金屬鉛、鉻、砷含量均增大，但重金屬鉛、鉻、砷含量均符合國家標(biāo)準(zhǔn)。

4 結(jié)論

本文以水稻為試驗材料，在寧夏中衛(wèi)市宣和鎮(zhèn)宣和村開展了對比試驗，探究了生活再生水灌溉條件下，不同施肥定額水平對水稻生長、產(chǎn)量、品質(zhì)及重金屬的影響。試驗結(jié)果表明：

（1）生活再生水短期灌溉不會造成水稻重金屬污染。采用生活再生水灌溉，水稻中重金屬鉛、砷、鉻含量均符合《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中污染物限量》（GB 2762—2017）中的要求。

（2）再生水灌溉條件下，提高施肥定額可促進(jìn)水稻的生長，增加產(chǎn)量和提升品質(zhì)。施肥定額為磷酸二銨（14.4 kg/667 m2）+硫酸鉀（12.0 kg/667 m2）時對水稻的生長最有利。