全 文 ：再生水灌溉对草地早熟禾叶片锌及
不同土层锌含量的影响
张　强，苏德荣，常智慧
（北京林业大学 省部共建森林培育与保护教育部重点实验室，北京　１０００８３）
　　摘要：为了再生水的安全应用，采用控制试验研究了二级、三级处理水灌溉对草地早熟禾叶片锌的
变化以及不同土层土壤锌及土壤溶液锌含量的影响。结果表明：与清水灌溉比较，再生水灌溉同样可以
减少土壤中锌含量；再生水灌溉利于草坪草对锌的吸收；土壤溶液中０～１０ｃｍ锌含量升高，１０～３０ｃｍ
降低，３０～４０ｃｍ略有回升，随时间增加，０～１０ｃｍ锌含量减少，草坪生长季节三级再生水灌溉更利于草
坪对锌的吸收。
　　关键词：再生水；草地早熟禾；灌溉；锌
　　中图分类号：Ｓ　６８８．４　　文献标识码：Ａ　　文章编号：１００９－５５００（２０１２）０３－００２２－０４
　　由于人口剧增，用水量也剧增，人类未来的淡水供
给将成为人类生存的首要限制因素［１］。再生水作为唯
一的可用潜在水资源，可满足人类对水的需求［２］。再
生水用于养殖鱼类［３］，浇灌农作物［４－８］等，但对食品安
全是否影响备受争议。利用再生水灌溉城市坪用绿
地［９］则可减少这一忧虑，再生水合理灌溉可以提供坪
用绿地的养分［１０］和微生物数量［１１］，使得土壤肥沃。
　　再生水灌溉对草坪生长［１２，１３］、草坪品质［１４，１５］、草
坪生理特性［１６］等方面影响研究较多，对重金属锌的研
究较少。植物对锌的敏感度较高［１７］，且他与植物生
长、氮代谢、有机酸代谢及酶促反应有密切关系［１８］，植
物缺锌会造成植物叶绿素、生长素的抑制或破坏，植物
质量下降［１９］。基于锌的重要性，试验用再生水灌溉草
坪，研究草坪草锌的变化及根系层锌的垂直分布，从而
对再生水灌溉重金属锌的迁移有更细致的了解，为再
生水的安全应用及以后的研究提供一定依据。
　　收稿日期：２０１２－０２－２５；修回日期：２０１２－０３－１３
　　基金项目：质检公益性行业科研专项：污水回用于绿地灌
溉的水质标准研究（２００８１０５１４）资助
　　作者简介：张强（１９８６－），男，山东兖州人，在读硕士。
Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｈａｎｇｑｉａｎｇ５５３２＠１２６．ｃｏｍ
苏德荣为通讯作者。
１　材料和方法
１．１　试验装置
整个装置摆放离地高２５ｃｍ水泥间隔台上，减少
地面水汽影响（图１）。ＰＶＣ桶高６０ｃｍ，内径３０ｃｍ，
下端设直径２ｃｍ圆孔，以便水流出，侧面１０ｃｍ设置
一层取水孔，桶内埋有取水装置（图２）。取水装置内
径２０ｍｍＰＥ管截得，高５０ｍｍ，上端由医用纱布封口，
下端用４号橡塞封口，并对橡胶塞打孔，将塑料软管穿
入孔中，防止塑料软管折曲，将橡胶塞缠绕其中，方便
溶液抽取。抽取层分为０～１０ｃｍ，１０～２０ｃｍ，２０～３０
ｃｍ，３０～４０ｃｍ　４个层次，每层次埋置３个取水装置。
图１　试验装置
Ｆｉｇ．１　Ｄｉａｇｒａｍｍａｔｉｃ　ｓｋｅｔｃｈ　ｏｆ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　ｄｅｖｉｃｅ
２２ 　　　　　　ＧＲＡＳＳＬＡＮＤ　ＡＮＤ　ＴＵＲＦ（２０１２）　　　　　　　　　　　　Ｖｏｌ．３２Ｎｏ．３
DOI:10.13817/j.cnki.cyycp.2012.03.014
图２　取水装置
Ｆｉｇ．２　Ｄｉａｇｒａｍｍａｔｉｃ　ｓｋｅｔｃｈ　ｏｆ　ｗａｔｅｒ　ｄｅｖｉｃｅ（Ｗａｔｅｒ　ｔａｋｅ　ｏｕｔ）
１．２　试验材料
土：供试土壤为试验地土壤，均经太阳晒过和过筛
装桶。土壤填装过程注意紧实度一致，防止灌水造成
较大的沉降，每一层土壤理化性质保持一致（表１）。
水：试验用水采用北京市酒仙桥污水处理厂（２０
万ｔ／ｄ）１级池的２级处理水和２级池的３级处理水，
以试验地所在地下水为对照。２．５Ｌ／（次·桶），（１～
２）次／周。根据气温调节浇灌的频率，为减少外界其他
水源干扰，降水时设置遮雨布（表２）。
表１　供试土壤理化性质
Ｔａｂｌｅ　１　Ｉｎｉｔｉａｌ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｓｏｉｌ　ｉｎ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ
容重
ＥＣ／μｓ
·ｃｍ－１
　ｐＨ
Ｚｎ　 Ｃｕ　 Ｋ　 Ｎａ
／ｍｇ·Ｌ－１
ＴＮ 速效Ｐ
／ｍｇ·ｋｇ－１
１．６５　 １８８．４　 ８．８　 ０．８４　 ０．２３　１３４．８９　４．６８　５．００　３．６５
表２　供试水理化性质
Ｔａｂｌｅ　２　Ｉｎｉｔｉａｌ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｗａｔｅｒ　ｉｎ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ
ＥＣ
／μｓ·ｃｍ－１
ｐＨ
Ｚｎ　 Ｃｕ　 Ｋ　 Ｎａ　 ＴＮ 总Ｐ
／ｍｇ·Ｌ－１
地下水　　 ５６６　 ７．５８　１．４９１　０．０５４　１．５５８　４．６０５　３．７５０　０．０４０
二级处理水 ９５４　 ７．６０　０．１９７　０．１１０　５．０５４　５．４３６　７．２４０　１．４２０
三级处理水 ９７８　 ７．７８　０．１０３　０．０５８　４．９６８　５．４０８　５．７３０　０．８９０
１．３　试验设计
　　草种采用北方绿地常见品种多年生草地早熟禾
（Ｐｏａ　ｐｒｅｔｅｎｓｉｓ）品种午夜（Ｍｉｄｎｉｇｈｔ）。于２００８年６月
播种，地下水灌溉８月成坪，根系达１５ｃｍ。２０１０年６
月２５日取厚１０ｃｍ草皮块，移栽至已经装好土壤的试
验装置中，采用二级处理水、三级处理水两种处理，清
水对照，各设３个重复。２０１０年灌溉至１１月中旬，前
期为使草坪回复未进行取样，２０１１年４月６日开始灌
溉至２０１１年６月２９日。
１．４　测定项目及方法
再生水及地下水均在使用之前测定相关指标。土
壤样品取于灌溉前（２０１０年６月２２日）、灌溉中期
（２０１１年４月１日）和灌溉后（２０１１年７月２日）。土
壤溶液于２０１１年灌溉后１个月，２个月，３个月由２０
ｍＬ注射器抽取１０，２０，３０，４０ｃｍ取水装置（图２），叶
片于２０１１年４，５和６月中旬各取１次。并分析土壤
溶液ＥＣ、ｐＨ值及各样品的Ｚｎ含量。
　　试验数据采用ＳＰＳＳ１６．０统计软件方差分析和
Ｅｘｃｅｌ处理，在Ｐ＝０．０５水平上检验差异显著性。
２　结果分析
２．１　土壤重金属锌分布
与初始土壤比较，再生水与清水灌溉均使土壤Ｚｎ
含量大幅降低且都表现差异显著（图３）。４月再生水
处理Ｚｎ含量要低于地下水处理，这与污水灌溉可以更
好地使Ｚｎ向着利于转化的方向研究结果一致［１９］，原
因可能与地下水中含Ｚｎ较高有关，为维持溶液电离平
衡，地下水处理土壤Ｚｎ解离较少；３０～４０ｃｍ土壤Ｚｎ
都有所降低，可能由水的淋溶造成；２０ｃｍ地下水和二
级水灌溉土壤Ｚｎ含量略有回升，尚未考虑出原因。７
月再生水灌溉的Ｚｎ含量高于地下水处理，可能是随着
灌溉时间的延长土壤Ｚｎ减少有关，在３０～４０ｃｍ均有
所回升，可能与根系吸收较少有关，部分离子Ｚｎ转化
为土壤中的Ｚｎ，二级水处理浓度最大。
图３　土壤Ｚｎ浓度在不同土层的变化
Ｆｉｇ．３　Ｎｕｍｂｅｒ　ｏｆ　ｔｕｒｆｇｒａｓｓ　ｒｏｏｔ
２．２　叶片锌的分布
与清水灌溉相比较，４月再生水灌溉叶片Ｚｎ含量
３２第３２卷　第３期　　　　　　　　　　　草 原 与 草 坪２０１２年
相对较低，５、６月三级水灌溉叶片Ｚｎ含量相对较高；
根系中清水灌溉Ｚｎ含量最高，再生水灌溉相对较低但
未表现差异显著，根系Ｚｎ浓度远高于叶片浓度（图
４），说明了根系吸收的Ｚｎ很少再分配。４月及根系清
水灌溉Ｚｎ相对较高可能与清水含Ｚｎ较高及休眠期
叶片累积有关，５、６月是草坪生长季节，三级处理水灌
溉表现为生长促进，再生水利于根系生长（表３），利于
草坪营养元素Ｚｎ的吸收。
表３　草坪根系生长数量
Ｔａｂｌｅ　３　Ｚｉｎｃ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｏｉｌ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｄｅｐｔｈ
清水
数量 特征
三级水
数量 特征
二级水
数量 特征
根状茎 ７ 短（＜４ｃｍ）１１ 长（＞６ｃｍ） 　８ 短（＜４ｃｍ）
　　注：根系生长数量确定，对草地早熟禾单株计量其不定根
数量
图４　叶片锌浓度随时间的变化及根系累积浓度
Ｆｉｇ．４　Ｚｉｎｃ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｕｒｆｇｒａｓｓ　ｌｅａｆ　ｗｉｔｈ　ｔｉｍｅ　ａｎｄ
ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｒｏｏｔ
２．３　土壤溶液锌的分布
与地下水比较，除６月０～４０ｃｍ再生水与清水处
理变化趋势相似处，土壤溶液Ｚｎ含量在０～１０ｃｍ土
层含量升高，１０～３０ｃｍ含量降低，３０～４０ｃｍ升高（图
５）。与清水比较在０～１０ｃｍ处４、５月再生水利于土
壤Ｚｎ的解离，这与污水灌溉可以使Ｚｎ向更容易转化
的方向进行研究结果一致［１２］，但６月再生水灌溉土壤
溶液在０～１０ｃｍ处Ｚｎ含量直接降低，造成这样的原
因可能是土壤中Ｚｎ含量降低有关。在３０～４０ｃｍ　Ｚｎ
含量升高的原因，可能是根系减少不能吸收，Ｚｎ随水
的淋溶而增加。
３　结论
与地下水灌溉比较，草坪生长季节再生水灌溉更
利于草坪对营养元素Ｚｎ的吸收。三级处理水促进根
系生长，Ｚｎ在根部累积，很少向叶片再分配。二级水
则可能会因其他元素抑制草坪草的正常生长。
图５　土壤溶液锌浓度随根系层深度的变化
Ｆｉｇ．５　Ｚｉｎｃ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｏｉｌ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｄｅｐｔｈ　ｏｆ　ｒｏｏｔ
ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ（Ａ：Ａｐｒｉｌ　Ｂ：Ｍａｙ　Ｃ：Ｊｕｎｅ）
草坪根系集中在１０～４０ｃｍ，可以吸收大量的Ｚｎ，
只有少部分Ｚｎ随水的作用可能渗透到地下水层，减少
了再生水直接排放容易造成的危害。
随着灌溉时间的增加，再生水灌溉会减少土壤中
Ｚｎ元素解离，解决这一问题可以向土壤施Ｚｎ肥或喷
施叶面肥。而二级水虽经过处理，但长期灌溉是否会
造成土壤Ｚｎ的危害，预期年限还需进一步研究。
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Ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｒｅｃｙｃｌｅｄ　ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ　ｉｒｒｉｇａｔｅｄ　ｏｎ
ｚｉｎｃ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｏｆ　Ｐｏａ　ｐｒｅｔｅｎｓｉｓ　ａｎｄ　ｓｏｉｌ
ＺＨＡＮＧ　Ｑｉａｎｇ，ＳＵ　Ｄｅ－ｒｏｎｇ，ＣＨＡＮＧ　Ｚｈｉ－ｈｕｉ
（Ｋｅｙ　ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆ　ｆｏｒｅｓｔ　ｃｕｌｔｉｖａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　ｂｕｉｌｔ　ｂｙ　ｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　ｆｏｒｅｓｔｒｙ
ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８３，Ｃｈｉｎａ）
　　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｎｔｒｏｌｉｎｇ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　ｗａｓ　ｃａｒｒｉｅｄ　ｏｕｔ　ｔｏ　ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｒｅｃｙｃｌｅｄ　ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ　ｉｒｒｉｇａｔｅｄ　ｏｎ
Ｚｉｎｃ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｏｆ　Ｐｏａ　ｐｒｅｔｅｎｓｉｓ　ａｎｄ　ｓｏｉｌ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｕｓｉｎｇ　ｔｈｅ　ｓｅｃｏｎｄ　ａｎｄ　ｔｈｉｒｄ　ｒｅｃｙｃｌｅｄ　ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ　ｔｏ　ｉｒｒｉｇａｔｅｄ　ｔｈｅ
ｂｌｕｅｇｒａｓｓ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｒｅｖｅａｌｓ　ｔｈａｔ　ｅｃｙｃｌｅｄ　ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ　ｃｏｕｌｄ　ｒｅｄｕｃｅ　ｚｉｎｃ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｏｆ　ｓｏｉｌ　ａｎｄ　ｐｒｏｆｉｔ　ｔｕｒｆｇｒａｓｓ　ａｂ－
ｓｏｒｂ　ｚｉｎｃ．Ｚｉｎｃ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｉｎｃｒｅａｓｅｄ　ｉｎ　０～１０ｃｍ，ｒｅｄｕｃｅｄ　ｉｎ　１０～３０ｃｍ　ａｎｄ　ｓｌｉｇｈｔｌｙ　ｒｅｂｏｕｎｄｅｄ　ｉｎ　３０～４０ｃｍ．Ａｎｄ
ｒｅｄｕｃｅｄ　ｉｎ　０～１０ｃｍ　ｗｉｔｈ　ｔｉｍｅ　ｐａｓｓ　ａｗａｙ．Ｉｒｒｉｇａｔｅｄ　ｔｕｒｆｇｒａｓｓ　ｕｓｉｎｇ　ｔｈｅ　ｔｈｉｒｄ　ｒｅｃｙｃｌｅｄ　ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ　ｐｒｏｆｉｔ　ｔｕｒｆ－
ｇｒａｓｓ　ａｂｓｏｒｂ　ｚｉｎｃ　ｉｎ　ｔｕｒｇｒａｓｓ　ｇｒｏｗｔｈ　ｓｅａｓｏｎ．
　　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｒｅｃｙｃｌｅｄ　ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ；Ｐｏａ　ｐｒｅｔｅｎｓｉｓ　ｉｒｒｉｇａｔｅｄ；ｚｉｎｃ
５２第３２卷　第３期　　　　　　　　　　　草 原 与 草 坪２０１２年