發(fā)布時間：2018-04-14 05:26

  本文選題：再生水 + 致病菌�。� 參考：《中國水利水電科學研究院》2017年博士論文

【摘要】：再生水灌溉已成為世界范圍內緩解水資源供需矛盾的重要手段。然而,再生水中含有的大量病原體可能會增大系統(tǒng)運行和環(huán)境污染風險,對環(huán)境、作物和人體產生危害。滴灌由于可以避免灌溉水與管理者和農作物的直接接觸,而被認為是較為適宜的再生水灌溉技術,但目前尚缺乏關于再生水滴灌對致病菌影響的系統(tǒng)研究。因此,對于再生水滴灌條件下,灌溉技術參數(shù)對典型糞便感染指示菌大腸桿菌-Escherichia acoli(E.coli)在田間非飽和土壤中的運移、分布特征和在作物中殘留的影響研究具有重要的理論和實踐指導意義。本文首先采用室內試驗來研究滴灌技術參數(shù)對E.coli在非飽和砂土和砂壤土中運移分布的影響。試驗采用30°扇柱體有機玻璃土箱進行再生水滴灌試驗,觀測滴灌條件下的水分運動及E.coli分布。試驗因素包括滴頭流量、灌水量、E.coli注入濃度等。滴頭流量范圍為1.05～5.76L/h,灌水量范圍為4.8～12L,E.coli注入濃度數(shù)量級為102～107 CFU/mL。試驗過程中監(jiān)測地表積水范圍以及水平和垂直方向的濕潤距離,描繪濕潤鋒。灌水結束后,打開土箱采集土壤樣品,測定土壤中E.coli含量和土壤含水率。土箱試驗完成后,應用軟件HYDRUS來模擬再生水滴灌條件下水分和E.coli的運移。模型通過試驗實測值進行率定和驗證。采用均方根誤差、一致性指數(shù)和歸一化均方根誤差來評價模型。采用田間再生水滴灌試驗探求E.coli在土壤-作物系統(tǒng)中運移殘留特點,同時提出避免土壤-作物污染和保證作物產量品質的滴灌技術參數(shù)。試驗分別于2014年秋季和2015年春季進行。2014年試驗考慮灌水量、滴灌帶埋深和水質3個因素,埋深設置3個水平,分別為0、10和20 cm;灌水量也設置3個水平,按蒸發(fā)皿系數(shù)控制灌水,水平分別為0.6、0.8和1;對于灌溉水平0.8的所有埋深處理,設地下水灌溉作為對照。2015年試驗將灌水量因素改為灌水頻率,也設置3個水平,分別為每4天、8天、12天灌水1次,其余因素的設計和2014年相同。在萵筍生育期內,定期檢測土壤各層含水率及E.coli含量。2014年,在萵筍生育中期灌后即刻取樣檢測E.coli在土壤中的運移和空間分布情況。同時,檢測兩年灌水間隔內表層土壤中E.coli的衰減變化。萵筍采收后,測定葉表面和莖內的E.coli含量。統(tǒng)計萵筍的產量和品質。主要結論如下:(1)滴灌條件下,E.coli主要分布在滴頭附近,土壤中E.coli濃度隨再生水中E.coli濃度的增加而明顯增加。滴頭流量和土壤初始含水率增大均會不同程度增加E.Coli在土壤中運移能力。砂土再生水滴灌條件下,土壤中E.coli濃度沿遠離滴頭方向逐漸減小,在距濕潤鋒5～10 cm的范圍內無E.coli;砂壤土條件下,土壤對E.coli的吸附作用較強,灌溉水中的E.coli絕大部分被截留在表層5 cm范圍內,且集中在飽和濕潤區(qū)附近。(2)基于HYDRUS建立了地表滴灌點源的土壤水分和E.coli運移分布模型。給出了描述E.coli運移的雙點位動態(tài)吸附參數(shù),取得了較好的模擬效果。并應用模型模擬不易采用試驗實現(xiàn)的滴灌條件,給出滴灌技術參數(shù)對E.coli運移的影響特點。(3)田間再生水滴灌條件下,灌水后地表土壤中的E.coli明顯增加,再生水地表滴灌條件下灌水頻率增大會加大灌后地表土壤E.coli污染機率。但E.coli濃度隨時間衰減明顯,灌后72 h再生水地表滴灌與地下水地表滴灌對照處理土壤中E.coli濃度已無明顯差異。(4)采用地下滴灌可以有效避免土壤的E.coli污染,灌水頻率和灌水量對地下滴灌條件下E.coli的土壤污染影響不顯著。萵筍生育期內經多次再生水滴灌后,土壤中E.coli濃度相對生育期初期并沒有發(fā)生明顯變化,萵筍生育期內再生水滴灌不會造成田間土壤的E.coL 累積污染。(5)生育期末,在萵筍莖中無E.coli檢出,部分葉表面有E.coli殘留,但葉表面E.coli殘留量并未較地下水灌溉對照處理高,滴灌技術參數(shù)對葉表面E.coli.殘留的影響也不顯著,再生水滴灌不會提高萵筍受E.coli污染的風險。另外,采用再生水滴灌或適當增大灌水頻率可以提高萵筍的產量。地下滴灌比地表滴灌萵筍產量高,同時,地下滴灌也可提高萵筍中還原型VC和可溶性糖的含量。(6)綜合研究表明,滴頭流量通過增大水流通量而促進土壤中E.coli的運移,灌水量和土壤初始含水率增大也增強E.coli在土壤中的運移。另外,灌水頻率、灌水量、滴灌帶埋深對E.coli在土壤中的分布與衰減有重要影響,萵筍收獲時,莖組織中未檢測到E.coli,E.coli在葉中的零星殘留具有隨機性,采用地下滴灌和適當延長灌水間隔有利于減低E.coli污染風險。
[Abstract]:In this paper , the effects of irrigation technology parameters on the transport , distribution and soil moisture content of E . coli in unsaturated soils and sandy loam were studied by laboratory tests . The results showed that E . coli had no significant effect on E . coli .

【學位授予單位】：中國水利水電科學研究院
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：S275.6

【參考文獻】

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1 WEN Jie;LI Jiu-sheng;LI Yan-feng;;Wetting patterns and bacterial distributions in different soils from a surface point source applying effluents with varying Escherichia coli concentrations[J];Journal of Integrative Agriculture;2016年07期

2 張志云;趙偉霞;李久生;;灌水頻率和施氮量對番茄生長及水氮淋失的影響[J];中國水利水電科學研究院學報;2015年02期

3 栗巖峰;李久生;趙偉霞;王珍;;再生水高效安全灌溉關鍵理論與技術研究進展[J];農業(yè)機械學報;2015年06期

4 陳黛慈;王繼華;關健飛;夏琳;龔雪;;再生水灌溉對土壤理化性質和可培養(yǎng)微生物群落的影響[J];生態(tài)學雜志;2014年05期

5 趙偉霞;李久生;王珍;栗巖峰;張志云;;土壤含水率監(jiān)測位置對溫室滴灌番茄耗水量估算的影響[J];中國生態(tài)農業(yè)學報;2014年01期

6 李云開;宋鵬;周博;;再生水滴灌系統(tǒng)灌水器堵塞的微生物學機理及控制方法研究[J];農業(yè)工程學報;2013年15期

7 李云開;楊培嶺;劉培斌;林健;李建民;鄭凡東;劉澄澄;姜銀光;;再生水補給永定河生態(tài)用水的環(huán)境影響及保障關鍵技術研究[J];中國水利;2012年05期

8 高維波;;大腸桿菌病的危害及防制對策[J];山東畜牧獸醫(yī);2011年04期

9 張娟;王艷春;;再生水灌溉對植物根際土壤特性和微生物數(shù)量的影響[J];節(jié)水灌溉;2009年03期

10 吳文勇;劉洪祿;郝仲勇;許翠平;師彥武;;再生水灌溉技術研究現(xiàn)狀與展望[J];農業(yè)工程學報;2008年05期

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1 張建君;滴灌施肥灌溉土壤水氮分布規(guī)律的試驗研究及數(shù)學模擬[D];中國農業(yè)科學院;2002年

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本文編號：1747912