王 博，卜穎華,馮婧芝，韓春妮，仝玉琴

(1.咸陽職業(yè)技術學院，陜西 西咸新區(qū) 712046；2.西安市未央?yún)^(qū)動物衛(wèi)生監(jiān)督所，陜西 西安 710000；3. 西安市未央?yún)^(qū)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量檢驗監(jiān)測中心，陜西 西安 710000 )

當前，隨著人口的增長及社會生產(chǎn)的發(fā)展，人類對水的需求越來越多，從而造成了世界范圍內(nèi)普遍缺水的問題，尤其在大城市，缺水問題更加突出，有些城市，由于地下水的過度開采，甚至出現(xiàn)局部地域地面下沉的現(xiàn)象[1～9]。同時，由于城市的房屋、街市、廣場、道路等非綠地的大量存在與發(fā)展，雨水很難及時大量滲入地下，形成大雨時大量地表徑流涌入江河白白流失，甚至形成洪災、內(nèi)澇，而天旱時又沒有充分的地下水供應，市民用水和植物用水矛盾加劇。為了降低對地下水的過度開采，世界各地的人們都在水的回收利用方面進行了大量的研究[10～15]，其中，雨水的收集、凈化處理及再利用問題，已在全球范圍內(nèi)得到重視和研究[14～18]，但在園林綠化中用雨水來替代自水來灌溉植物的科學試驗及結(jié)論，依然比較缺乏。

通過試驗，驗證收集的雨水經(jīng)沉降凈化后灌溉園林植物的可行性，從而提高雨水的回收利用率，減少城市園林對自來水的過度依賴，進而降低城市地下水的開采。

1 材料與方法

1.1 試驗場地、材料及儀器設備

1.1.1 試驗場地情況 試驗場地為咸陽職業(yè)技術學院園林植物實習園地。該地地處關中平原中部，東經(jīng)E108°44′24″，北緯N34°18′，海拔385 m。

1.1.2 試驗材料 試驗用植物材料為普通園林植物玉簪及黃毛草莓。試驗灌溉水為該園地收集、沉降凈化的雨水及校園自來水。

1.1.3 儀器及設備 托普云牌植物營養(yǎng)測定儀(TYS-3N)，其中葉綠素精度為±0.3SPAD，氮含量精度為±0.5單位；電導率測定儀，為上海雷磁 DDS-307臺式電導率儀，測量范圍為1～3 000)US·cm-1，精度為±0.5%FS；PH儀，為西化儀(北京)科技有限公司生產(chǎn)的ST10/PHS-711A型；測量范圍為30 cm的普通鋼直尺；市售普通圓柱形塑料花盆，規(guī)格為：下底直徑×高×上口直徑為20 cm×25 cm×28 cm。

1.2 試驗設計及數(shù)據(jù)處理

以珍珠巖為基質(zhì)，以塑料花盆為容器，用無土栽培的方式，分別單株盆栽相同規(guī)格的園林草本植物玉簪40盆，及相同規(guī)格的黃毛草莓40盆，正常栽培養(yǎng)護。其中，40盆玉簪分2組進行養(yǎng)護：20盆用自來水灌溉，另外20盆用沉降凈化雨水進行灌溉；40盆草莓也分2組，每組20盆，分別用自來水及沉降凈化雨水進行灌溉。栽培養(yǎng)護期間，不添加任何肥料，也不進行病蟲害防治，讓其在自然、全光照條件下生長，觀察兩種園林植物的生長情況，并從2019年4月20日開始，每隔10 d，持續(xù)測量并記錄植物葉片的葉綠素含量、氮素含量，同時，及時記錄植株病害的發(fā)生情況。2019年8月20日實驗結(jié)束時，測量、統(tǒng)計并對比兩種試驗植物分別在沉降凈化雨水及自來水灌溉條件下的株平均葉片數(shù)、平均葉面積大小、平均株地上部分及地下部分鮮重、病蟲害發(fā)生率、葉片中葉綠素及氮素營養(yǎng)含量及其變化規(guī)律等試驗指標。用excel進行數(shù)據(jù)記錄、處理及繪圖。

為保證試驗結(jié)果不被外界水分干擾，試驗在簡易拱棚中進行。晴天的白天，拱棚不覆蓋。陰雨天及晚上，拱棚用塑料布從頂部覆蓋至棚的腰部，保持通風，但又不讓雨水淋上試驗花盆。

自來水及沉降凈化雨水分別用50 L容積的塑料桶盛放，以定時、定量滴灌的方式，對栽有兩種園林植物的花盆進行灌溉。其中，自來水直接取自實習園地的水龍頭，沉降凈化雨水為下雨時，從樓頂、園地、苗圃、花圃地及路面等通過盲溝流進地下蓄水池的雨水，經(jīng)過沉降凈化后，用小水泵從蓄水池抽取位于中部以上的水分。

1.3 試驗過程

試驗于2019年4月10日開始，到2019年8月20日結(jié)束。將拱棚、操作臺、花盆、珍珠巖等試驗材料準備好后，開始栽培試驗。

1.3.1 植物材料的準備 A、玉簪的準備：2019年4月10日，在校園玉簪花圃地，隨機采挖即將萌芽的玉簪若干株，用水浸泡并洗涮干凈根上泥土，晾干水分，稱取外形大小相似、重量為80 g左右的玉簪40株待用。B、黃毛草莓的準備：在農(nóng)林學院實習場地的野生草莓標本地，選取已開始生長、由節(jié)芽萌發(fā)而成的一年生草莓苗若干株，帶土坨挖出，用水浸泡并洗凈泥土，試驗苗選取標準為植株健壯、有5～6片飽滿新葉、4～5條根。

1.3.2 植物材料的上盆 用半濕狀態(tài)的珍珠巖(用去離子水噴灑拌濕，防止粉塵嗆人)做基質(zhì)，將選好、洗凈園土的40株玉簪及40株黃毛草莓，按1盆1株的形式栽入花盆，再用去離子水噴灑澆透。

1.3.3 栽培養(yǎng)護 將40盆玉簪及40盆黃毛草莓分別分成2組，每種植物、每組20盆。然后，將它們均勻擺放在簡易拱棚內(nèi)的鋁合金格柵型操作臺上，布好滴灌管。每種待試植物，一組20盆用沉降凈化雨水澆灌，另一組20盆用自來水澆灌。滴灌速度調(diào)節(jié)為盆中基質(zhì)濕潤又沒有液體滲出的程度。花盆擺放時，間距均30 cm左右，使其互不遮擋，不影響通風、透光。

1.3.4 實驗數(shù)據(jù)的測取及記錄 植物上盆養(yǎng)護10 d后，植物基本完成緩苗。從4月20日起，每隔10 d，用植物營養(yǎng)測定儀，隨機測取每株植物不同部位的葉片的葉綠素含量SPAD值、葉片N素含量值，并按滴灌水質(zhì)分組情況的不同進行平均并記錄，亦即每次測量，每種植物均按分組的不同進行測量、記錄和平均：兩種4組中，每一組的每一盆植物只隨機測取1個數(shù)據(jù)，然后將20個數(shù)據(jù)相加再除以20，得到該日期、該種植物、該指標的平均值并記錄。同時，在養(yǎng)護的過程中，觀察其病害發(fā)生情況，分別進行記錄。

8月20日，將每組植物分別倒出，沖干凈根系所附著的珍珠巖，并逐一記錄每株植物的葉片數(shù)、根數(shù)，測定并記錄玉簪每片葉片的面積，測定并記錄每株植物每條根的根長，然后，從根、莖結(jié)合部用小刀將試驗植物切斷，分別稱取每株植物的地上部分鮮重及地下部分鮮重。待測完所有數(shù)據(jù)后，將記錄的數(shù)據(jù)按不同的植物、不同的分組進行平均，得到試驗結(jié)果。

2 試驗結(jié)果與分析

2.1 沉降凈化雨水及自來水對玉簪生長的影響

沉降凈化雨水及自來水灌溉對玉簪生長的影響見表1。

表1 沉降凈化水與自來水對玉簪生長的影響

由表1中可見：經(jīng)過從4月10日到8月20日的無土栽培養(yǎng)護，以自來水為灌溉水源的玉簪，病蟲害發(fā)生量為沉降凈化雨水灌溉的4.5倍，植株死亡4株，且植株地下部分鮮重較開始栽培時的80 mg減少了30.7 mg(49.3～80 mg)；而以沉降凈化雨水為灌溉水源的玉簪，植株0死亡，且地下部分鮮重增加32.9 mg(112.9～80 mg)。同時，以沉降凈化水為灌溉水源的試驗組中，在株新生葉片數(shù)、平均葉面積、株平均地上部分鮮重及株平均地下部分鮮重，分別是用自來水灌溉試驗組的1.22倍、1.64倍、2.09倍及2.03倍。可見，在該項試驗中，沉降凈化水較之于自來水，有較大優(yōu)勢。

沉降凈化雨水及自來水灌溉對玉簪葉片葉綠素(SPAD)含量的影響曲線見圖1。

又圖1可見：2組玉簪葉片中葉綠素含量，在試驗初基本一樣，隨著時間的推移，葉片中的葉綠素含量升高，5月20號左右，自來水灌溉組的葉綠素含量達到最高值，隨后緩慢下降，到8月20日，其值已基本接近4月20日的測量值；沉降凈化雨水灌溉組中，葉片中葉綠素的含量到6月30日左右才達到最高點，然后，隨著時間的推移，葉綠素含量在一個較高的水平上呈緩慢下降的趨勢，到8月20日試驗結(jié)束時，葉片中葉綠素的含量依然較高，為4月20日含量的2倍多。

葉片中營養(yǎng)元素氮素(N)的含量隨時間的變化曲線圖，見圖2。從圖2可見，葉片中營養(yǎng)元素氮素(N)含量隨時間的變化與葉片中葉綠素含量變化基本一致?？梢姡~片中營養(yǎng)元素氮素的含量與葉綠素的含量有對應關系：葉片中營養(yǎng)元素氮素(N)的含量，與葉片葉綠素含量相關聯(lián)，氮素含量的變化影響葉綠素葉綠素含量，同時，葉綠素含量的變化，體現(xiàn)氮素含量的變化[19]。

圖1 沉降凈化雨水及自來水灌溉條件下，玉簪葉片葉綠素(SPAD)含量隨時間變化曲線

圖2 沉降凈化雨水及自來水灌溉條件下，玉簪葉片氮素含量(mg·g-1)隨時間變化曲線

2.2 沉降凈化雨水與自來水對黃毛草莓生長的影響

沉降凈化雨水及自來水灌溉對黃毛草莓生長的影響見表2。

由表2可見：經(jīng)過從4月10日到8月20日的栽培養(yǎng)護，以自來水為灌溉水源的黃毛草莓的病蟲害發(fā)生量為沉降凈化雨水灌溉的3倍，植株死亡3株；而用沉降凈化雨水為灌溉水源的黃毛草莓，植株死亡1株，同時，在平均枝長、株平均葉數(shù)及平均根長方面，分別是用自來水灌溉試驗組的1.75倍、1.60倍及1.85倍，較之于自來水灌溉組，優(yōu)勢明顯。而在株平均分枝數(shù)、枝平均分節(jié)數(shù)方面，2組試驗所得的數(shù)據(jù)基本相似，這可能是由于草莓萌發(fā)較早，在實驗開始時植株的分枝都已經(jīng)完成，且枝的分節(jié)也在初夏旺盛生長時也基本完成，后期生長主要集中在枝條及根的伸長生長，以及葉片個數(shù)的生長上。

沉降凈化雨水及自來水灌溉對黃毛草莓葉片葉綠素(SPAD)含量及對葉片營養(yǎng)元素氮素(N)的影響曲線見圖3及圖4。

表2 沉降凈化雨水與自來水對黃毛草莓生長的影響

圖3 沉降凈化雨水及自來水灌溉條件下，黃毛草莓葉片葉綠素(SPAD)含量隨時間變化曲線

圖4 沉降凈化雨水及自來水灌溉條件下，黃毛草莓葉片營養(yǎng)元素氮素(N)含量(mg·g-1)隨時間變化曲線

又圖3可見：黃毛草莓葉片中的葉綠素含量，在試驗初2組試驗植物基本一樣。隨著時間的推移，葉片中的葉綠素含量升高，5月10號左右，自來水灌溉組的葉綠素含量達到最高值，隨后波浪狀緩慢下降，8月20日，其值已低于4月20日試驗時的測量值；沉降凈化雨水灌溉組中，葉片中葉綠素的含量到5月30日達到最高點，隨后，該值緩慢下降，到8月20日試驗結(jié)束時，葉片中葉綠素的含量稍高于4月20日試驗開始時所測的值。

同樣，通過觀察圖4的數(shù)據(jù)和變化趨勢，可見在黃毛草莓的栽培試驗中，葉片中葉綠素的含量與葉片營養(yǎng)元素氮素(N)含量有對應的相關性[19]。

2.3 自來水及沉降凈化水對兩種植物生長影響的共性分析

綜合分析兩種植物的2組試驗可以發(fā)現(xiàn)：無論是玉簪還是黃毛草莓，用沉降凈化雨水灌溉組相對于用自來水灌溉組，均表現(xiàn)出明顯優(yōu)勢。通過對自來水和沉降凈化雨水的PH值及電導率的測定(表3)，發(fā)現(xiàn)：

(1)沉降凈化雨水的酸堿性接近中性，而自來水稍偏酸性，這可能是由于自來水含有消毒劑次氯酸的緣故，而其中的Cl-對植物的根系生長有抑制作用[19]，這可能是玉簪地下部分鮮重及黃毛草莓平均根長不如在沉降凈化組表現(xiàn)好的原因之一；

(2)在電導率一欄可見，沉降凈化雨水的電導率遠遠高于自來水的電導率，約為其3倍以上，而電導率主要是由溶于水中的礦物質(zhì)離子形成的，可見沉降凈化雨水中礦物離子的含量遠大于自來水中的含量，而在較長的栽培試驗中，相對而言，用沉降凈化水灌溉的植物可以得到比較充分的礦質(zhì)營養(yǎng)供給，而用自來水栽培的植物，則礦質(zhì)營養(yǎng)供應不足，植物生長較弱，抗病能力差，容易發(fā)生病害，死亡率也稍高；

(3)由于兩種植物均采用無土栽培，在整個栽培過程中只灌溉沉降凈化雨水或者自來水，不添加任何肥料，所以，試驗中兩種4組植物生長的中、后期，均出現(xiàn)營養(yǎng)不良現(xiàn)象，葉片中葉綠素及N素含量均呈逐漸降低的趨勢。

表3 沉降凈化水與自來水pH值及電導率的對比

3 結(jié)論與討論

該試驗未對沉降凈化雨水及自來水中的有機營養(yǎng)物含量OD值進行測定，也未對具體的礦質(zhì)離子成分及含量進行測定，所以尚不能斷定沉降凈化水中有機物對試驗結(jié)果的影響的大小，這一點，在以后的相關試驗中，應予以考慮。同時，該實驗測定了渭河河水的pH值及電導率(表3)，由表3可見，沉降凈化水的2項指標數(shù)值，與渭河河水基本相似，而河水是園林灌溉和農(nóng)田灌溉的常用水源。

綜上，通過兩種園林草本植物在以沉降凈化雨水及自來水為灌溉水源的無土栽培試驗，得到結(jié)論：沉降凈化雨可以用來灌溉園林植物，其灌溉效果優(yōu)于自來水。沉降凈化雨水的酸堿性及電導率指標，均與河水相似，在城市綠化中，可大量收集雨水，經(jīng)沉降凈化后用來灌溉園林綠地，從而起到使園林植物生長健壯、節(jié)約城市自來水及減少水源浪費的目的。