再生水滴灌毛管附生生物膜特征及其诱发灌水器堵塞机理与控制模式

滴灌因其精量、可控而被认为是再生水最安全、可靠的灌溉方式，然而再生水中含有大量的颗粒物、营养盐分、有机物、微生物等物质使得灌水器堵塞问题变得更为复杂，已有零星报道显示灌水器堵塞与微生物在毛管（含管道和灌水器）内壁附着、成膜有着密切关系。本项目联合应用现代精细分析、分子生物学等多种技术手段建立再生水滴灌毛管附生生物膜、沉积物的形态结构、生物化学组分定量分析方法，通过现场与室内精细试验系统测定灌水器类型、灌溉方式、水质、毛管水动力学等因素对生物膜、沉积物形成及灌水器堵塞的影响效应，明确生物膜在灌水器堵塞中的作用及堵塞诱发机制，揭示堵塞微粒产生根源、生物膜对微粒输移过程的影响机制以及堵塞沉积物形成过程，并从水质控制、毛管运行方式设计、微生物菌株筛选、加氯模式优化四个方面建立以控制毛管附生生物膜形成为目标的堵塞综合防治模式，为系统解决再生水滴灌系统灌水器堵塞问题以及堵塞机理解释提供理论基础。

滴灌因其精量、可控而被认为是再生水最安全、可靠的灌溉方式，然而再生水中含有大量的颗粒物、营养盐分、有机物、微生物等物质使得灌水器堵塞问题变得更为复杂。已有零星报道显示灌水器堵塞与微生物在毛管（含管道和灌水器）内壁附着、成膜有着密切关系。本项目联合应用现代精细分析、分子生物学等多种技术手段建立再生水滴灌毛管附生生物膜、沉积物的形态结构、生物化学组分定量分析方法，通过现场与室内精细试验系统测定灌水器类型、灌溉方式、水质、毛管水动力学等因素对生物膜、沉积物形成及灌水器堵塞的影响效应，明确生物膜在灌水器堵塞中的作用及堵塞诱发机制，解释堵塞微粒产生根源、生物膜对微粒输移过程的影响机制以及堵塞沉积物形成过程，并从水质控制、毛管运行方式设计、微生物菌株筛选、加氯模式优化四个方面建立以控制毛管附生生物膜形成为目标的堵塞综合防治模式，为系统解决再生水滴灌系统灌水器堵塞问题以及堵塞机理解释提供理论基础。. 本项目期间主要取得以下主要成果：（1）确定毛管附生生物膜及堵塞沉积物的具体尺寸、性质及生物、化学组分；（2）明确灌水器类型、灌溉方式、再生水水质以及毛管水力学特征等多重因素对生物膜形成的影响；（3）探索生物膜的存在对灌水器堵塞颗粒物的产生、输移、沉积等过程的影响，揭示生物膜在灌水器堵塞诱发及沉积物形成过程中的地位和作用；（4）利用PTV观测再生水滴灌毛管内悬浮颗粒物与壁面碰撞过程，建立综合考虑不同阶段生物膜影响下的颗粒-壁面碰撞模型；（5）从再生水水质控制、毛管运行方式设计、农业病虫害防治拮抗微生物菌株筛选、加氯处理优化四个方面建立以控制生物膜形成为目标的灌水器堵塞防治方法，. 受项目支撑，发表论文15篇，其中SCI期刊收录9篇、在审2篇；EI期刊收录8篇（其中6篇同时被SCI期刊收录）、核心期刊收录2篇。获批国家发明专利6项、软件著作权1项。培养研究生9名，其中在读博士生3名，已毕业硕士生6名。