不同灌溉方式下处理后废水对辣椒作物的影响：产量、品质及土壤状况评估 —— 探寻农业可持续灌溉新路径

《Irrigation Science》：Use of treated wastewater with different irrigation methods on pepper crops: evaluation of the impact on yield, quality and soil conditions

为解决水资源短缺及处理后废水（TWW）农业利用的潜在风险问题，研究人员开展了 TWW 和淡水（FW）灌溉辣椒的研究。结果表明 TWW 可提高辣椒产量，但存在微生物污染和土壤盐渍化风险，SDI 法相对安全。该研究为农业可持续灌溉提供了参考。

　　在全球水资源日益紧张的大背景下，气候变化如同一个 “调皮捣蛋鬼”，肆意地影响着水资源的数量和质量。在土耳其，预计到 2030 年代，水资源可利用量将大幅减少，就像原本满满当当的水缸，一下子少了近五分之一的水。农业作为用水大户，消耗着大量的清洁水，而处理后废水（TWW）的农业利用潜力巨大，却仅有约 1% 被利用，这就好比守着一座 “水金矿”，却只开采了一点点。

TWW 用于农业灌溉虽有诸多好处，比如提供可靠的水资源替代方案、减少对淡水（FW）的依赖等，但也存在潜在风险。废水里的致病微生物和化学物质可能危害人体健康，对土壤和作物也会产生不良影响。为了深入了解这些问题，来自土耳其伊兹密尔国际农业研究与培训中心以及埃杰大学的研究人员，开展了一项关于 TWW 和 FW 对辣椒作物影响的研究。这项研究成果发表在了《Irrigation Science》杂志上。

研究人员采用了随机区组设计，设置了三种灌溉方式：地下滴灌（SDI）、滴灌（DI）和沟灌（FI），并设置了 TWW 和 FW 两个实验组。实验过程中，对土壤湿度进行监测，根据土壤湿度情况进行灌溉，同时采用常规的农业种植方法，施肥、翻耕等操作都严格按照标准进行。

研究人员通过采集水样和土壤样本进行分析，监测水和土壤的各项指标，还对辣椒的产量、品质以及微生物污染情况进行评估。比如，用特定的方法检测水中的化学需氧量（COD）、生化需氧量（BOD）等指标，分析土壤中的盐分含量、微生物种类和数量等。

研究结果显示：

1. 水质评估：TWW 的电导率（EC）平均值为 2.540 dS^-1，属于 “轻度中度” 危害等级，其生化需氧量（BOD）参数波动较大，E.coli 水平超出土耳其标准，不过 Salmonella 在三年中均未检测到，而 FW 符合灌溉标准。
2. 土壤电导率：使用 TWW 灌溉后，土壤 EC 值在收获后普遍增加，盐分有向深层土壤淋溶的趋势。虽然各年和各土层的土壤 EC 值均低于 4 dS^-1，属于 “轻度盐渍化”，但长期使用高盐浓度的水灌溉可能损害土壤质量和肥力。
3. 土壤微生物活动：使用 TWW 和 FW 灌溉后，土壤中 “总活菌数”“大肠菌群” 和 “E.coli” 的数量在收获后均有所增加。在研究期间，未检测到 Helminth eggs ，但在实验的前两年检测到了 Salmonella，2015 年则未检测到。
4. 果实作物生产力、产量和品质参数、致病污染评估：在三年的研究中，使用 TWW 灌溉的 SDI 处理平均产量最高，达到 88.2 t^ha-1。与 FW 相比，TWW 灌溉的辣椒果实高度、长度和果肉厚度更大。在果实品质方面，TWW 灌溉对辣椒果实的 TA、BRIX 和 pH 值没有显著影响，但在 DI 处理中，FW 灌溉的辣椒果实维生素 C 含量更高。在微生物污染方面，SDI 方法的致病污染最少，FI 方法最多。
5. 灌溉水量、蒸散量、水分生产率和灌溉水生产率：研究发现，水分生产率（WP）和灌溉水生产率（IWP）的值因水质和灌溉方法而异，使用 TWW 灌溉的 SDI 处理 WP 和 IWP 值最高。

研究结论和讨论部分指出，TWW 用于灌溉可提高辣椒产量，但存在微生物污染和土壤盐渍化的风险。在种植前进行土壤淋洗有助于降低盐渍化风险，特别是在冬季降水不足的情况下。SDI 方法是减轻灌溉水和土壤传播病原体风险的最有效方法。该研究为合理利用 TWW 进行农业灌溉提供了重要参考，在水资源短缺的背景下，为农业可持续发展提供了方向，有助于推动农业灌溉领域更科学、更合理地利用水资源。