在农业领域,节水、增产与提升作物品质是核心议题。利用地下滴灌技术,将富含氧气和肥料的灌溉水精准输送至作物根部,这一方式已被证实有效。同时,水动力学空化技术在净化水质、降解污染物方面展现出显著效能,通过在滴灌系统中集成空化装置,不仅能够改善根区土壤的气体状态,有效防止根部遭受低氧胁迫,还能净化再生水水质,清除水中的微生物及灌水器表面附生生物膜,降低灌水器堵塞风险。
针对不同作物,水动力学空化技术均能带来积极效果。以蔬菜为例,它能显著增加土壤氧气含量,从而提高黄瓜、番茄的产量、品质与水分利用率。在最优处理条件下,番茄产量与水分利用效率分别提升16.9%与17.7%,黄瓜的相应指标则分别提升22.1%与19.4%。该技术不仅对蔬菜产量与水分利用效率有显著促进作用,还对果实品质有显著影响,尤其是对番茄中的维生素C与番茄红素含量。DO15处理下在产量与质量提升方面表现更佳。此外,该技术还能增加根际土壤中脲酶与磷酸酶含量,丰富土壤微生物种类,改善土壤质量,促进作物根系生长,积累有效养分。
对于水稻,水动力学空化技术能够提高叶片光合能力,延缓生育后期的根系与叶片衰老,促进籽粒灌浆结实,显著增强水稻生长并大幅提高产量。采用该技术的早晚稻,水分利用效率分别提高7.78%与8.37%,降雨利用效率分别提升6.03%与24.58%。不仅产量显著提高,双季稻有效穗数、总粒数及结实率也得到明显提升。在改善稻田土壤氧化还原情况的同时,还能有效减少氮素损失,提高水稻氮素积累量和收获指数。使用富含氧气的水灌溉还能减少21%的季节性甲烷排放。
对于番茄,处理组植株的速效氮与磷含量及酶活性提升,土壤微生物量、活性与多样性显著增强,产量也有所提高。甜瓜在采用水动力学空化技术灌溉后,各生长时期的株高、主蔓粗度、平均叶长、平均叶宽等指标均优于其他处理组,果实平均单果质量、果肉厚度、可溶性固形物含量、产量与品质均表现最优。此外,该技术能刺激根部生长发育,增加养分积累,改善土壤质量。对甘蔗的灌溉试验则揭示了水动力学空化技术对土壤细菌群落组成、潜在功能与多样性的影响,通过结构方程模型进一步证实了该技术对土壤微生物群落、土壤肥力与产量的直接影响。