页岩气压裂返排液对小麦生长及品质的影响

发布时间：2022-01-20 19:57

　　页岩气的商业化开采虽然可以缓解油气资源短缺问题,满足经济发展需求,但不能忽视页岩气开采可能带来的巨大环境问题。为了探究页岩气开采产生的压裂返排液对农作物生长的影响,以冬小麦为研究对象,采用盆栽试验,探究了小麦3个关键生育期（播种期、分蘖期和抽穗期）施入压裂返排液对小麦生长及品质的影响。结果表明,随着返排液浓度升高,小麦株高、生物量、产量及产量构成因子总体呈下降趋势,小麦籽粒粗蛋白及矿质元素含量呈增长趋势,播种期旗叶叶面积呈增长趋势,分蘖期及抽穗期无显著变化。播种期、分蘖期和抽穗期施入返排液浓度分别≥50、≥50和≥150 g·kg^-1时,小麦株高显著降低;返排液浓度分别≥200、≥150和≥100 g·kg^-1时,小麦产量及其构成因子明显降低;返排液浓度分别≥50、≥100和≥100g·kg^-1时,小麦籽粒品质显著升高。综上,在播种期、分蘖期和抽穗期返排液泄漏进入农田土壤的浓度分别<200、<150和<100g·kg^-1时,小麦生长发育不会受到明显抑制作用,相反的,小麦的营养品质有... 

【文章来源】：生态毒理学报. 2020,15(04)北大核心CSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

压裂返排液对小麦旗叶叶面积的影响

小麦不同生育期施入返排液对小麦籽粒粗蛋白含量的影响如图2所示。由图2可知，小麦3个生育期随施入返排液浓度升高，籽粒粗蛋白含量均呈上升趋势。播种期、分蘖期和抽穗期籽粒粗蛋白含量分别于F300、F200和F350处理达到最大值，与CK相比分别提高了62.06%、23.46%和136.80%。播种期施入返排液浓度≥50 g·kg-1、抽穗期≥100 g·kg-1时，与CK相比籽粒粗蛋白含量显著提高(P<0.05)，分蘖期各返排液处理与CK无显著差异(P>0.05)。相同浓度返排液处理下，F50～F150处理籽粒粗蛋白含量表现为播种期>抽穗期>分蘖期;F200～F350处理籽粒粗蛋白含量表现为抽穗期>播种期>分蘖期，表明低浓度返排液处理下，播种期施入返排液对小麦籽粒粗蛋白含量影响大于分蘖期和抽穗期;高浓度返排液处理下，抽穗期施入返排液对小麦籽粒粗蛋白含量影响大于播种期和分蘖期。2.4 压裂返排液对小麦籽粒矿质元素的影响

小麦3个生育期随施入返排液浓度增加，株高、生物量、产量及其构成因子总体呈下降趋势，可能是因为返排液中的高盐分离子及有机污染物进入土壤，从而影响小麦生长发育。抽穗期后小麦的生长发育主要是生殖生长而不再是茎、叶等器官的生长发育，抽穗期结束后小麦的株高基本不会再发生变化[14]，故本试验中，抽穗期施入返排液对小麦株高及生物量影响最小。旗叶是小麦生育后期最重要的功能叶，其叶片大小直接影响光合能力，最终影响小麦产量和品质的提高[15]，本试验中，抽穗期施入返排液浓度≥200 g·kg-1时，旗叶逐渐枯萎凋亡，小麦旗叶叶面积受影响程度大于其他时期，这与李彦彬等[14]的研究结果“拔节-抽穗期为小麦株高和叶面积增长的敏感期，外界条件对叶面积的影响远大于其他时期”一致。已有研究表明，拔节期前施入适量水分可使小麦叶面积得到一定程度的提高，且在一定范围内水分含量越大，提高幅度越大[16]，李莎[17]研究发现，适当的增施氮肥有助于叶片生长，本试验中，播种期随施入返排液浓度增加，旗叶叶面积呈增长趋势，可能是因为返排液中的氮元素起到了氮肥的作用，此结果还有待进一步研究。当播种期施入返排液浓度为50～150 g·kg-1时，千粒重与CK相比显著下降(P<0.05)，而200～300 g·kg-1时，千粒重与CK无显著性差异(P>0.05)，可能是因为旗叶叶面积增大，光合作用较强产生更多的营养物质。矿质元素对小麦生长具有重要作用，其含量对小麦生长发育、品质等有不同程度的影响[18]。本试验中，返排液含有大量的Fe、Mn、Cu和Zn元素，返排液添加提高了土壤中微量元素含量，促进了植物对微量元素的吸收，但土壤微量元素向作物的转移受土壤的水分、养分、热量、微生物及根系生长状况等多种复杂因素影响[19]，故小麦3个生育期随施入返排液浓度增加，籽粒Fe、Mn、Cu和Zn含量呈不同程度增长。

【参考文献】：
期刊论文
[1]阶段干旱及复水对小麦生长发育、光合和产量的影响[J]. 李彦彬,朱亚南,李道西,高阳.  灌溉排水学报. 2018(08)
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[3]中度盐碱地小麦功能肥的产量效应研究[J]. 曹晓艳,王子浩,李洪顺,王敏欣,陈心想,李乾和.  安徽农业科学. 2017(03)
[4]页岩气开采的环境问题及建议[J]. 张文泉,侯俊,尚婷婷.  广东化工. 2017(02)
[5]连续3年定位施用沼液对水稻产量和品质的影响[J]. 毛晓月,伍钧,孟晓霞,魏珂,张智慧,田冬梅,鲜杨.  华北农学报. 2016(03)
[6]页岩气开发水力压裂活动的环境监管对策[J]. 谭茜,宋福忠,张代钧,卢培利.  环境影响评价. 2015(06)
[7]页岩气开发压裂返排液环境监管及对策建议[J]. 史聆聆,李小敏,马建锋,邹广迅.  环境与可持续发展. 2015(04)
[8]不同生长阶段水分胁迫对旱区冬小麦生长发育和产量的影响[J]. 姚宁,宋利兵,刘健,冯浩,吴淑芳,何建强.  中国农业科学. 2015(12)
[9]美国页岩气开发的环境评估与保护对中国的启示[J]. 鲍健强,章许旷野,房凯.  未来与发展. 2014(08)
[10]页岩气开采的水污染问题及其综合治理技术[J]. 吴青芸,郑猛,胡云霞.  科技导报. 2014(13)

博士论文
[1]长期秸秆还田及施用粪肥对小麦产量和矿质营养品质及重金属的影响[D]. 王凡.西北农林科技大学 2016

硕士论文
[1]不同水氮处理对冬小麦生长、产量及品质影响的研究[D]. 李莎.西北农林科技大学 2012
[2]盐分胁迫对小麦籽粒产量和品质形成的影响[D]. 周影.扬州大学 2007



本文编号：3599428