再生水灌溉对作物生长及品质影响试验研究
齐学斌[1]，杜臻杰，胡超，樊向阳
【摘 要】目前，我国面临着“资源型”缺水和“水质型”缺水双重危机，农业用水短缺更为严重。如何保证城市再生水安全回用农业，对缓解农业用水紧缺状况具有重要意义。本文介绍了近年来开展再生水作物安全利用技术相关课题研究成果:冬小麦、夏玉米及西红柿进行再生水灌溉田间试验证实，再生水经过适当处理并采取先进的灌溉技术，可以灌溉粮食作物及蔬菜作物，节水增产效果明显。冬小麦试验表明:再生水高水低肥处理ABD（灌水定额为900 m3/hm2，施肥量为30 kg/hm2）不仅节约肥料，而且能够保障产量。夏玉米试验表明:在播前、拔节、抽雄期灌再生水，灌水定额为900m3/hm2，配施20～30kg/hm2氮肥（折合纯氮）产量效果最佳。马铃薯试验表明:再生水地下滴灌可提高马铃薯有机酸含量、还原糖、维C和粗蛋白、淀粉含量，减轻重金属Cr、Pb和Cu在块茎中的积累，并显著提高马铃薯的水分利用效率。
【关键词】再生水灌溉，作物生理，品质，影响
Effects of Reclaimed Water Irrigation on Crop Grow th and Production Quality
Qi Xuebin Du ZhenjieHu Chao Fan Xiangyang
（Irrigation Research Institute of Chinese Academy of Agricultural Sciences，Xinxiang Henan 453003）
【Abstract】At present，there are two types of water shortage crisis in China，namely，“Resources type”and“Quality type”.And agricultural water shortage is more serious.Supplying the urban reclaimed water to agriculture safely has great meaning to alleviate agricultural water shortage.Some results of reclaimed water irrigation in recent years were showed in this paper.The results of field experiment of winter wheat，summer corn and tomato showed that reclaimed water could be applied to grain and vegetable for water－saving and high yield with appropriate pretreatment and advanced irrigation techniques.The experiment of winter wheat showed that sufficient reclaimed water and low fertility treatment（ABD）（irrigating quota for 900m3/hm2，fertilizing amount for 30kg/hm2）not only saves fertilizer butalso ensures yield.The experiment of summer corn showed that reclaimed water was applied before sowing，at the jointing stage，tasseling and filling stage（irrigating quota for 900m3/hm2，fertilizing amount（pure nitrogen）for 20～30kg/hm2）could gain the maximum yield.The experiment of potato showed that subsurface drip irrigation with reclaimed water could increase the organic acid content，reducing sugar content，vitamin C，crude protein，amylum content of potato；reduce the accumulation of heavy metal Cr、Pb and Cu and improve water use efficiency of potato significantly.
【Key words】Reclaimed water irrigation，crop physiology，quality，effect
1.为什么要进行再生水灌溉研究
1.1 干旱缺水与水污染并存
我国北方普遍存在着资源型缺水与水质型缺水双重危机。近年来由于气候异常和人为因素，使干旱加剧，污水排放日益增多。据统计，1997年全国污水排放量584亿m3，而2004年全国污水排放量达693亿m3，预测2030年将达到850～1060亿m3［1－2］。
由于大量污水排放，致使河流污染、沟渠污染、农田污染，甚至村庄被污染；污水用于灌溉菜田，以致菜农也不吃自己种的菜，大田污染不可小视。
目前，我国污水农业利用安全问题凸显，食品安全及环境改善已成为全社会关注焦点，解决上述问题刻不容缓。
1.2 污灌区土壤农产品污染严重
我国现有耕地总面积1.216亿hm2（18.25亿亩），而受污染耕地面积达01亿hm2（1.5亿亩），其中，污灌污染耕地面积216.6万hm2（3250万亩），占耕地总面积的2%，占污染耕地面积的21.7%［3－4］。
以黄淮海地区土壤及作物籽粒污染情况为例。天津郊区河灌区:土壤以Cd污染为主，综合污染指数超警戒线，最高2201；根茎类、茄果类、瓜类蔬菜Pb、Cd、As超标率较高，污染指数均超过300［5］。石家庄污灌区:表层土壤Cd含量远高于土壤背景值，中度污染及严重污染占污灌区总面积一半以上［6］。新乡市史庄顶污灌区:土壤Cd、Ni、Zn和Cu的含量超标2～108倍，小麦籽粒中Cd、Ni、Cr和Zn含量分别是国家食品卫生标准的25.5、12.98、6.12和1.32倍［7］。开封市化肥河污灌区:土壤Cd和As污染最为严重，超出土壤环境二级标准值，小麦Cd远超出国家食品限量卫生标准，As、Cr和Pb也有较多残留［8］。郑州市污灌区:上世纪70年代利用城市生活废水进行灌溉，污灌面积达5300hm2，主要分布在东郊、北郊的熊尔河、金水河下游以及东风渠、贾鲁支河中游两岸［9］。
1.3 再生水灌溉受到广泛关注
再生水是指污水经适当处理后达到一定的水质指标，满足某种使用要求，可进行有效使用的水。由于城市生活污水来源复杂，再生水水质差异较大。再生水中含有大量的氮、磷、钾等营养元素，可为作物生长提供养分支持，并作为农业灌溉的稳定水源，然而再生水中的盐分、痕量有机污染物和重金属等不利于作物的生长，并且会造成土壤环境恶化，还有可能造成重金属在土壤中的积累，从而降低土壤生产力，如何安全利用再生水成为研究的重点。
2.再生水灌溉发展情况
2.1 国外再生水灌溉发展情况
大面积的污水灌溉在世界各地只有近百年的历史，但早期污水灌区不尽合理、管理不善，发展有限。至20世纪40年代中期，在干旱半干旱缺水地区，污水灌溉回收利用重新得到重视，其中以美国、澳大利亚、日本和以色列等国家污水灌溉研究较早，技术比较成熟。
据报道，原民主德国污灌面积在6万hm2以上，印度、墨西哥等国也在大力发展污水灌溉。目前欧美各国污水灌溉主要用于园林地、牧草、饲料作物，也有用于果树、棉花、甜菜等作物，而对粮食作物和蔬菜应用污灌较少［10］。
2.2 我国再生水灌溉发展情况
我国的污水灌溉始于20世纪50年代末期，大体经历了起步、稳定、快速发展三个阶段。第一阶段（50年代末至60年代初），污灌发展缓慢；第二阶段（60年代后期至70年代中期），污灌面逐渐增加；第三阶段（70年代后期至今），随着经济快速增长，污灌面积增长较快。
近年来，随着中国城市污水处理率的不断提高，城市再生水的回用重新得到了加强。据有关资料，2001年至2008年，全国城市污水再生利用量157.73亿m3，再生水利用率由5.7%增加到9.2%。北京市2008年、2009年再生水利用量连续两年超过地表水取用量，再生水的利用量占到全市总用水量的18%，再生水利用率达到45.4%［11］。
农业部于2002年在青岛、天津、成都和兰州建立了部、省、县三级城市污水再生回灌农业安全控制实验室和800 hm2的试点示范基地，大大推动了中国城市再生水回用农业的研究和利用。
3.再生水灌溉田间试验研究
3.1 冬小麦再生水灌溉田间试验
（1）材料与方法。
根据试验所在地冬小麦的生育期特点，选定越冬、返青、拔节、抽穗灌浆四个生育期为再生水灌水期，灌溉水源为经初步处理的养殖废水，2007～2008年度试验设计见表1。2008～2009年在上年度试验基础上加入了不同施肥处理，即高肥（折合纯氮60kg/hm2）和低肥（折合纯氮30kg/hm2），共8个处理，每个处理3个重复，见表2。
表1 冬小麦2007～2008年度试验设计
Table 1 The experiment design of w inter wheat in 2007～2008
续表
表2 冬小麦2008～2009年度试验设计
Table 2 The experiment design of w inter wheat in 2008～2009
注:本年度高水900m3/hm2，低水600m3/hm2；高肥折合纯氮60kg/hm2，低肥30 kg/hm2。
在播种前和收获后分别取两次土样，取样深度为0～10 cm、10～20 cm、20～30cm、30～40 cm、40～60cm、60～80 cm、80～100 cm，按五点混合法采样。测定指标包括:土壤含水量、硝态氮、铵态氮、全氮、全磷；水样观测指标:灌水前观测再生水和清水的COD、硝态氮、铵态氮、全氮、全磷；小麦播种后50天开始监测生育指标:冬小麦叶面积、株高、群体密度、干物质量；土壤容重:采用环刀法测定；土壤含水量:采用负压计和烘干法；土壤质地:采用筛分法和比重法（国际单位制标准）；土壤pH值:采用pH计电位法；土壤可溶性盐:采用电导法；土壤有机质:采用重铬酸钾外加热法；土壤全氮、全磷以及土壤硝态氮、铵态氮的测定均采用连续流动分析仪法；土壤基本性质见表3，灌水水质见表4。
表3 试验前土壤基本性质
Table 3 Soil properties before experiment
表4 灌水水质（mg/L）
Table 4 Irrigation water quality（mg/L）
（2）结果与分析。
1）不同灌水处理对冬小麦主要生长发育指标的影响。
2007～2008年度不同灌水处理对冬小麦生理指标影响分析见图1。由图1可知，各处理主要生长指标的差异不明显，这是由于受当年降雨影响，试验仅在冬小麦返青期进行了一次养殖废水灌水处理，说明仅在冬小麦返青时灌溉养殖废水对其叶面积指数、干物质量、株高、群体密度甚至产量没有太大影响。
2008～2009年度不同灌水处理对冬小麦株高和叶面积指数影响见图2和图3，可以看出各个处理全生育期冬小麦株高及叶面积在越冬期至返青期增加较为平缓，拔节期迅速增加。统计分析（DPS LSD法P＝005）表明，返青期、拔节期高灌处理冬小麦株高及叶面积较低灌处理及对照处理均显著增加。
图1 2007～2008年不同灌水处理对冬小麦主要生长发育指标的影响
Fig.1 Effects of different irrigation treatments on themain growth index of winter wheat in 2007～2008
图2 2008～2009年相同施肥不同灌水量（上图）及不同灌水次数（下图）对冬小麦株高的影响
Fig.2 Effects of same fertilization，different irrigation treatments（picture above）and irrigation times（picture below）on the plant height of winter wheat in 2008～2009
图3 2008～2009年不同灌水量（上图）和灌水次数（下图）对冬小麦叶面积指数的影响
Fig.3 Effects of different irrigation amount（picture above）and irrigation times（picture below）on the leaf area index of winter wheat in 2008～2009
2）不同施肥处理对冬小麦主要生长发育指标的影响。
2008～2009年度相同灌水水平不同施肥处理对冬小麦株高和叶面积指数的影响分析见图4、图5。由图可知，不同施肥处理冬小麦株高、叶面积变化趋势一致，统计分析（DPS LSD法P＝005）表明，养殖废水低肥处理较养殖废水高肥处理的株高、叶面积均无显著差异。这可能是由于养殖废水本身含有较高的氮素，削弱了不同施肥水平间的差异。
图4 2008～2009年试验相同灌水不同施肥处理对冬小麦株高的影响
Fig.4 Effects of same irrigation amount and different treatments on the plant height of winter wheat in 2008～2009
图5 2008～2009年试验相同灌水不同施肥处理对冬小麦叶面积指数的影响
Fig.5 Effects of same irrigation amount and different treatments on the leaf area index of winter wheat in 2008～2009
3）不同处理对冬小麦产量和水分利用效率的影响。
2008～2009年度不同处理对冬小麦产量的影响分析见图6。由图可以看出，收获后高水处理冬小麦产量显著高于低水处理（DPS LSD法P＝005）。高水处理AAD、ABD显著高出低水处理BAD、BBD 14.88%、19.93%；高水处理AAD、ABD也显著高出清水对照CKA 7.17%、18.52%。养殖废水处理ABD产量显著高于ABC处理，为11.62%；但养殖废水处理AAD与AAC差异并不明显，为078%。
从以上田间试验可以看出:本年度相同施肥时高灌处理冬小麦产量显著高于低灌和对照处理；相同灌水时高肥与低肥处理差异不显著；高水低肥处理ABD产量最高，达到9000 kg/hm2以上；低灌处理水分利用效率要显著高于高灌处理；高灌处理中，高水低肥处理水分利用效率最高；在越冬、返青、拔节、抽穗灌浆期分别灌养殖废水（处理后含NH4＋－N 140～350mg/kg），灌水定额为600～900m3/hm2，配施20～30kg/hm2氮肥（折合纯氮）为最佳。
图6 2008～2009年不同处理对冬小麦产量和水分利用效率的影响
Fig.6 Effects of different treatments on winter wheat yield and water use efficiency in 2008～2009
3.2 夏玉米再生水灌溉田间试验
（1）材料与方法。
2008年度选定播种前、拔节、抽雄期三个时期为再生水灌溉时期，并根据不同生育期灌溉水质、灌水定额（900m3/hm2、600m3/hm2）、全生育期再生水灌溉次数布置处理，具体见表5。2009年度在上年度试验基础上结合不同的施肥处理（折合纯氮60kg/hm2、30kg/hm2），筛选出8个处理，每个处理3个重复。具体见表6。供试作物（品种）:夏玉米（豫玉18）；试验测定项目及方法同冬小麦。灌溉水源为经初步处理的养殖废水。
表5 夏玉米2008年度试验设计
Table 5 The experiment design of summer corn in 2008
表6 夏玉米2009年度试验设计
Table 6 The experiment design of summer corn in 2009
续表
（2）结果与分析。
1）不同灌水处理对夏玉米主要生长发育指标的影响。
不同灌水处理对夏玉米主要生长发育指标的影响见图7。从图7可以看出，出苗水灌溉再生水的处理的叶面积指数要比对照和其他处理要小得多，这主要是因为一是再生水水质不稳定，二是出苗期灌溉再生水有烧苗现象。
图7 2008年度不同灌水处理对夏玉米主要生长指标的影响
Fig.7 Effects of different irrigation amount treatments on the main growth index of summer corn in 2008
拔节水和抽雄水对夏玉米的叶面积影响不大。2008年度不同灌水处理夏玉米产量分析见表7，可以看出，再生水3水的高水灌溉（900 m3/hm2）产量最高，达到12155.10 kg/hm2，显著高于清水对照处理（DPS LSD法P＝005），这个结果对于后两年的试验设计提供了重要依据。
表7 2008年度不同灌水处理夏玉米产量表
Table 7 The yield of summer corn under different irrigation treatment in 2008
2009年度不同灌水处理对夏玉米主要生理指标影响见图8。从夏玉米的整个生育期看，出苗期株高变化较为平缓；拔节期（出苗后20天左右）以后植株迅速生长，这时株高大多都能达到150cm以上；抽穗期（出苗后50天左右）植株生长势头明显减缓，灌浆期以后植株基本上已停止生长，是籽粒形成和决定粒重的重要阶段。经统计分析（DPS LSD法P＝005），苗期植株生长缓慢，各处理差异不明显；在植株迅速生长最为迅速的拔节期，再生水高灌处理AAD较低灌处理BAD、BBD植株分别显著高出4.9%、12.6%，比清水对照处理CKA、CKB显著高出22.8%、29.2%；再生水低灌处理BAD、BBD较清水对照处理CKA、CKB分别显著高出17.1%、23.2%、9.1%、14.8%；灌浆期以后植株基本不再生长，由营养生长转向生殖增长。
由图9可知，拔节期以前叶面积指数较小且增长缓慢，拔节－抽穗期叶面积指数迅速增大，高肥处理不同灌水量小区叶面积指数大小顺序为:AAD＞BAD＞CKA，经统计分析（DPS LSD法P＝005），AAD较后两者分别显著高出170%、41.4%；低肥处理不同灌水量叶面积指数大小顺序为ABD＞BBD＞CKB，ABD较后两者分别高出1.6%、39.9%；高肥处理不同灌水次数小区叶面积指数大小顺序为AAD＞AAC＞CKA，AAD较后两者叶面积指数显著高出505%、41.4%；低肥处理不同灌水次数小区叶面积指数大小顺序为ABD＞ABC＞CKB，ABD较后两者叶面积指数显著高出27.4%、39.9%。进入抽穗期，叶面积增长缓慢；灌浆期以后，随着玉米籽粒的成熟，营养由植株向籽粒不断的转移，叶面积指数不再上升。
图8 2009年度不同处理对夏玉米株高的影响
Fig.8 Effects of different treatments on the plant height of summer corn in 2009
图9 2009年不同处理对夏玉米叶面积指数的影响
Fig.9 Effects of different treatments on the leaf area index of summer corn in 2009
2）不同施肥处理对夏玉米主要生长发育指标的影响。
2009年度不同施肥处理对夏玉米主要生理指标的影响分析见图8。可以看出，各生育期间，高水灌溉不同施肥处理株高大小顺序为:AAD＞ABD＞CKA，在植株生长最快的拔节期，AAD株高显著高出后两者21.7%、22.8%，AAC＞ABC＞CKA，AAC株高较后两者高了6.6%、1.3%；低水灌溉不同施肥处理株高大小顺序为:BAD＞BBD＞CKB，BAD显著高出后两者7.3%、27.2%。可见，在灌水一致条件下，高肥对夏玉米植株生长有积极的作用。
由图9可知，高水灌溉不同施肥处理的叶面积指数大小顺序为:AAD＞ABD＞CKA，AAC＞ABC＞CKA。经统计分析（DPS LSD法P＝005），在植株和叶片生长最快的拔节期，AAD较ABD和CKA叶面积指数显著高出25.5%、41.4%，AAC与ABC、CKA无显著性差异；低水灌溉不同施肥处理BAD＞BBD＞CKB，BAD较后两者显著高出8.9%、50%。可见在灌水一致条件下，高肥对夏玉米叶面积指数的提高有积极地作用。
3）不同处理对夏玉米产量和水分利用效率影响。
不同处理对夏玉米产量及水分利用效率的影响见图10。再生水高水低肥处理ABD显著高于清水对照CKA、CKB11.10%和12.22%；再生水高水处理AAD产量高出清水高水对照CKA、CKB 3.57%和4.61%。这说明再生水高灌相比清水处理更能促进夏玉米产量的提高。低肥水平下，高灌处理ABD的产量较低灌处理BBD显著高了12.13%，高肥水平下，高灌处理AAD显著高出低灌处理BAD 4.30%，这说明在同种施肥水平下，再生水高灌较低灌处理能显著提高产量。低灌条件下，高肥处理BAD产量略高于低肥处理BBD，差异不显著。高灌条件下，高肥处理AAD相比低肥处理ABD而言，产量反而没有优势:ABD处理产量高出AAD 7.27%。
图10 2009年不同处理对夏玉米产量和水分利用效率的影响
Fig.10 Effects of different treatments on yield and water use efficiency of summer corn in 2009
3.3 西红柿再生水灌溉田间试验
（1）材料与方法。
田间试验在中国农科院农田灌溉所洪门综合试验站进行，化验分析在农田灌溉所水环境综合实验室进行。西红柿试验设2种水质（再生水、清水），3种灌水技术（地表滴灌、地下滴灌、沟灌），2个灌水水平（充分灌、亏缺灌）。每个处理设3个重复。试验所用再生水取自新乡市污水处理厂的二级处理水，清水取自洪门试验站地下水。试验小区按照随机区组方式布置，试验设计详见表8。灌溉水质测试结果见表9。
表8 西红柿田间试验设计
Table 8 The field experiment design of tomato
表9 灌溉水水质指标
Table 9 The index of irrigation water quality
注:GB5084－2005为农田灌溉水质标准；GB18918－2002为城镇污水处理厂污染物排放二级标准。
观测项目包括:作物生理生长情况、作物籽粒（果实）重金属残留、土壤环境要素观测、土壤理化特性、气象要素。
气象资料:采用自动气象站记录。
土壤水势:采用负压计观测，观测时间为每周一、三、五早上8:00～9:00，观测深度分别为20cm、30 cm、40 cm、60 cm、80 cm、100cm。土壤体积含水率根据基质势采用下述公式换算:
其中:θ为体积含水率，cm3 cm－3；θs为饱和含水率，cm3 cm－3；θr为残余含水率，cm3 cm－3；α为土壤形状系数，h为基质势，cm；n，m为经验系数。
试验地土壤水分参数见表10。
表10 试验地土壤水分参数
Table 10 Soilmoisture parameters in the field experiment
土壤含水量:用TDR测定，测定深度为0～40cm、0～60cm。
生育期:记录各生育期，发芽期（自种子萌动到子叶充分展开），幼苗期（自真叶始出到第1花序现蕾）、开花坐果期（自第1花序开花到第1花序果实膨大前期）、结果期（自第1穗果实膨大到整个番茄植株死亡的时期）的日期。
生长发育指标:定期记录作物生长发育状况，遇病虫害、倒伏等情况，随时记录。每10天观测1次株高，成熟后测产。
灌溉水质:每次沟灌时对再生水、清水取样测定，测定项目包括:pH，
N，N，P，K，Cd，Cr6＋，Pb，Cu。
土壤环境:移栽前和结果后分层（0～10cm，10～20cm，20～30cm，30～40 cm，40～60 cm）测定pH、盐分、全N、全P、速效K、有机质，Cd，Cr6＋，Pb，Cu。
果实品质:结果后，每小区随机选取3个果实测定维生素C、有机酸（苹果酸、柠檬酸）、蛋白质、可溶性糖以及对人体危害较大的重金属Cr、Cd、Pb、Cu。
灌水控制:充分滴灌模式，土壤深度20cm处的基质势接近－30kPa时进行灌溉，灌水量为60cm的田间持水量减实际含水量，灌水时间为早上8:00～11:00。亏缺灌溉模式，灌水时间与充分灌溉相同，灌水量为充分滴灌的70%。沟灌:土壤深度20cm处的基质势接近－30kPa时进行灌溉，灌水量为60cm的田间持水量减去60cm的实际含水量。
（2）结果与分析。
1）不同处理西红柿株高对比。
再生水不同灌水方式对西红柿株高的影响如图11所示。
图11 不同处理西红柿株高对比
Fig.11 The tomato plant height under different treatment
西红柿株高随生长发育时间的推移而增大，但在营养生长时期株高变化较大，而生殖生长时期株高生长变慢；同一时期不同灌水处理对西红柿株高影响差别不大，处理间的差异并不明显。
2）不同处理西红柿产量和水分利用效率对比。
再生水不同灌水处理对西红柿产量、水分利用效率的影响见表11。
表11 不同处理西红柿产量和水分利用效率
Table 11 The yield and water use efficiency of tomato under different treatment
由表11分析可知，再生水地表调亏滴灌和再生水调亏沟灌处理（B、F）与充分灌溉（A、E）西红柿产量差异不显著。再生水地下充分滴灌处理产量显著高于亏缺灌溉处理；相同灌水水质和灌溉技术条件下亏缺灌溉处理的西红柿产量都略低于充分灌溉处理，分别为6.24%、8.4%和105%；沟灌处理（E、F、I）的西红柿产量低于滴灌处理，充分灌溉条件下，沟灌处理E西红柿产量分别较充分灌水处理A和C低9.8%和11.14%；非充分灌溉条件下，沟灌处理F西红柿产量分别较B和D低4.80%和401%，清水充分灌溉条件下，沟灌处理（I）西红柿产量分别较地表滴灌（G）、（H）处理产量降低7.33%、7.33%。
充分灌溉处理的西红柿产量高于亏缺灌溉处理，但从水分利用效率上看，亏缺灌溉处理的水分利用效率都高于充分灌溉处理，并且差异都达到1%极显著水平，亏缺灌溉处理（B、D、F）水分利用效率较充分灌水处理（A、C、E）提高分别为33.21%、21.77%和34.99%；再生水地表滴灌充分灌溉（A）水分利用效率低于地下滴灌充分灌溉（C），（B）略高于（D），但都高于沟灌处理，在清水灌溉处理中结果相同，水分利用效率地表滴灌高于地下滴灌，高于沟灌。
3）不同处理西红柿叶绿素含量对比。
再生水不同灌水处理对西红柿叶绿素含量的影响见图12。
再生水充分灌水处理（A、C、E）的西红柿叶绿素含量较清水灌溉处理（G、H、I）高，主要因为再生水为西红柿生长提供了更多的氮和其他养分元素；充分灌溉处理的西红柿叶绿素含量较亏缺灌溉处理高，但处理间差异不显著；再生水地表滴灌处理西红柿叶绿素含量低于地下滴灌处理，但高于沟灌处理，即地下滴灌处理＞地表滴灌处理＞沟灌处理＞清水灌溉处理，这主要是由于地下滴灌更能减少氮的损失，西红柿能充分吸收，沟灌处理中氮的损失最多，所以其西红柿叶绿素含量最低。再生水地下滴灌更能促进西红柿叶绿素含量的增加。
图12 不同处理西红柿产量和水分利用效率对比
Fig.12 The yield and water use efficiency of tomato under different treatment
4）不同处理西红柿果实Vc含量对比。
再生水不同灌水处理对西红柿Vc含量的影响见表12。由表12可知，不同时间内再生水充分灌溉处理的西红柿Vc含量都低于亏缺灌溉处理，并且各处理间差异几乎都达到显著水平；在西红柿生长前期，地下滴灌处理的西红柿Vc含量高于地表滴灌处理，但差别不显著。西红柿生长后期，地表滴灌处理的西红柿Vc含量高于地下滴灌处理，并且差异显著；沟灌处理随着西红柿的生长，Vc含量逐渐降低。由此可见，亏缺灌溉可提高西红柿果实中Vc含量，西红柿中后期时，地表滴灌有利于Vc的积累。
表12 不同处理西红柿Vc含量（mg/100g）
Table 12 The vitam in C content of tomato under different treatment（mg/100g）
5）不同处理西红柿果实可溶性蛋白质含量对比。
再生水不同灌水处理对西红柿粗蛋白含量的影响见表13。
表13 不同处理西红柿粗蛋白含量（%）
Table 13 The crude protein content of tomato under different treatment（%）
由表13可知，不同灌水技术对西红柿可溶性蛋白质影响差异不显著；滴灌充分灌溉条件下，再生水地表滴灌（A）处理的西红柿可溶性蛋白高于再生水地下滴灌（C）高于清水地表滴灌（G）高于清水地下滴灌（H），处理间差异几乎都达到显著水平；再生水滴灌亏缺灌溉条件下，地表滴灌（B）处理的西红柿可溶性蛋白质含量低于地下滴灌处理（D），处理间差异达到显著水平，再生水滴灌处理的西红柿可溶性糖含量都高于再生水沟灌处理（E、F）；沟灌条件下，再生水充分灌溉处理（E）和亏缺灌溉处理（F）西红柿可溶性蛋白质含量都较清水充分灌溉高，但处理间差异不显著。综合以上分析得出，地表滴灌较地下滴灌，滴灌较沟灌，再生水较清水更有利于西红柿粗蛋白含量的增加。
6）不同处理西红柿果实可溶性糖含量对比。
再生水不同灌水处理对西红柿可溶性糖含量的影响见表14。
表14 不同处理西红柿可溶性糖含量（%）
Table 14 The soluble sugar content of tomato under different treatment（%）
从表14可以看出，相同灌水技术下，充分灌溉和亏缺灌溉对西红柿可溶性糖含量的影响不明显；滴灌充分灌溉条件下，西红柿生长前期清水处理（G）的西红柿可溶性糖含量高于再生水灌溉处理，并且达到显著性差异水平，在西红柿生长后期，清水滴灌充分灌溉处理的西红柿可溶性糖含量低于再生水地表滴灌和地下滴灌充分灌溉处理，处理间差异达到显著水平，再生水滴灌处理的西红柿可溶性糖含量在整个生育期中变化不大，在西红柿生长后期可溶性糖含量还略高于清水灌溉处理；沟灌处理条件下，清水充分灌溉、再生水充分灌溉和亏缺灌溉对西红柿可溶性糖含量的影响不大，处理间差异不显著。因此，再生水灌溉对西红柿积累可溶性糖影响不大，西红柿积累可溶性糖在整个生育期内变化不大。
7）不同处理西红柿果实有机酸含量对比。
再生水不同灌水处理对西红柿有机酸含量的影响见表15。
表15 不同处理西红柿有机酸含量（%）
Table 15 The organic acid content of tomato under different treatment（%）
随西红柿生长发育时间的推移有机酸含量变化不大，再生水地表滴灌条件下，充分灌溉处理（A）的西红柿有机酸含量低于亏缺灌溉处理（B），并且处理间差异达到显著水平；再生水地下滴灌处理中，充分灌溉（C）处理西红柿有机酸含量与亏缺灌溉（D）处理差异不显著；在沟灌处理中，西红柿有机酸含量变化趋势与再生水地表滴灌相同，即充分灌溉（E）处理有机酸含量小于亏缺灌溉（F）处理，但到西红柿生长后期，变化不明显；沟灌条件下，清水充分灌溉处理的西红柿有机酸含量都高于再生水处理，西红柿生长前期有机酸含量差异显著，但到西红柿生长后期，有机酸含量差异不显著，结合表15西红柿有机酸含量可以看出，再生水灌溉西红柿有机酸含量较清水灌溉在西红柿生长前期略有降低，但在西红柿生长后期各处理间有机酸含量差异较小，再生水灌溉西红柿对有机酸含量影响不大。
4.结论与建议
（1）再生水是珍贵的水资源，必须加以科学利用，既能缓解水资源紧缺压力，又能改善环境，保障粮食安全；再生水经过适当处理并采取先进的灌溉技术，既可以灌溉粮食作物，又可灌溉蔬菜作物，节水增产效果明显。
（2）冬小麦再生水灌溉田间试验结果表明:相同施肥条件下，再生水高灌（灌水定额为900 m3/hm2）处理冬小麦株高和叶面积指数普遍高于低灌（灌水定额为600 m3/hm2）处理，特别是在拔节期，达到了显著性差异，高灌处理籽粒的产量也显著高于低灌处理，这说明再生水高灌处理对冬小麦生长发育指标的提高有显著的作用，再生水的高灌处理籽粒的品质较低灌处理和清水对照处理有明显优势；相同灌水水平下，高肥处理的株高、叶面积指数和产量普遍高于低肥处理，但无显著性差异，这是由于试验所用再生水本身含有大量氮磷等养分的缘故。水分利用效率表现为低灌处理显著高于高灌处理，在高灌处理中，再生水高水低肥处理ABD的水分利用效率最高。综合产量、品质、水分利用效率等指标来看，ABD处理（灌水定额为900 m3/hm2，施肥量为30 kg/hm2）不仅节约肥料，而且能够保障产量。
（3）夏玉米再生水灌溉田间试验结果表明:相同施肥时，再生水高水较低水处理能显著提高产量；相同灌水时，高肥与低肥处理产量差异并不明显；低水处理水分利用效率高于中水和高水处理；低水高肥处理BAD的水分利用效率最高；在播前、拔节、抽雄期灌再生水，灌水定额为900m3/hm2，配施20～30kg/hm2氮肥（折合纯氮）为最佳。
（4）马铃薯再生水灌溉田间试验结果表明:利用再生水地下滴灌可提高马铃薯有机酸含量、还原糖、维C和粗蛋白、淀粉含量，减轻重金属Cr、Pb和Cu在块茎中的积累，并显著提高马铃薯的水分利用效率。再生水灌溉马铃薯收获时Cd、Cr、Pb、Cu和Zn在块茎中的含量都低于国家食品卫生标准。是一种实用的安全高效灌溉技术。
由于再生水灌溉对土壤及地下水系统的影响是一个长期积累过程，需要进行长期定位监测研究；同时应加强再生水水质提升以及灌溉技术与设备的研制；并加强再生水安全灌溉制度与管理模式以及污水灌溉环境监测与评价指标研究。
（中译英:刘秀华，王金凤检）
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【注释】
[1]作者简介:齐学斌（1963－），男，博士，中国农业科学院农田灌溉研究所研究员，主要研究方向为水资源与水环境。
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