基于同位素示踪的农田水分转化规律研究——以北京大兴为例

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1、中国地质大学（北京）硕士学位论文基于同位素示踪的农田水分转化规律研究：以北京大兴为例学号：2105120006研生：孙宁霞专业：水利工程研究方向：工程水文学^*V•‘4指导教师：胡晓农•企业导师：马英*'4./2015年5月声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研宄成果，也不包含为获得中国地质大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：说亏复日期：关于论文使用授权的说明本人完全了解中

2、国地质大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。"QZ公开口保密（—年）（保密的论文在解密后应遵守此规定）导师签名:期：y°(、、签名n分类号密级中国地质大学（北京）硕士学位论文基于同位素示踪的农田水分转化规律研究：以北京大兴为例学号：2105120006研究生：孙宁霞专业：水利工程研究方向：工程水文学指导教师：胡晓农企业导师：马英2015年5月ADissertationSubmittedtoChinaUniversityofGeosciences(Beijing)

3、forMasterDegreeStudyonfieldwatertransformationusingisotopes:Acaseofdaxingdistrict,BeijingMasterCandidate:SunNingxiaMajor:WaterConservancyEngineeringStudyOrientation:EngineeringHydrologyDissertationSupervisor:Prof.Bill.X.HuAssociateSupervisor:MaYingChinaUniversityofGeosciences(Beijing)摘要研究土壤水分转化规律

4、对合理利用水资源和农业高效用水具有重要意义。本文以2013-2014年大兴区冬小麦-夏玉米农田为例，综合运用田间定位监测和氢氧稳定同位素示踪技术，研究了不同灌水施肥处理条件下土壤水分季节动态及其沿剖面的分布特征，分析了降水、土壤水、灌溉水以及作物茎水的同位素组成，量化了作物根系吸水来源及其贡献比例，阐明了作物耗水规律，从而揭示了大兴区农田土壤水分转化规律。研究结果表明：夏玉米期间土壤水分动态受降水影响较大。2013生育季为丰水季，降水频繁且强度较大，土壤水分主要变化层为0-60cm。2014生育季为枯水季，土壤水分主要变化层为0-100cm。不同处理之间土壤水分变化规律的差异主要受底墒影

5、响，底墒越大水分变化幅度越小。冬小麦生育季内土壤水分主要变化层为0-100cm，其中拔节-抽穗期为作物需水高峰期，土壤水分变化最为剧烈，土壤剖面水分变化幅度随灌水量的增加而减小。18218研究区大气降水线为δD=7.1145δO+1.7407（R=0.9298），土壤水δD、δO182关系曲线为δD=6.1496δO-9.066（R=0.6924），同位素发生明显的蒸发分馏。0-100cm土壤水同位素季节变化明显，100cm以下相对稳定。夏玉米不同处理土壤水同位素富集程度受土壤底墒的影响，土壤底墒越大，同位素越贫化。冬小麦土壤水同位素受灌水影响，灌水量越大，土壤水同位素越贫化。苗期茎秆水

6、同位素较富集，生长旺盛期茎秆水同位素较贫化，冬小麦茎秆水同位素较夏玉米贫化。2013季夏玉米主要利用0-50cm土层内水分，不同处理之间土壤底墒越大，根系利用水分的深度越浅，利用浅层土壤水分的比例越大。2014季夏玉米利用水分的深度大于2013季，吸水深度最大达90cm以下土层。冬小麦主要利用水分的深度最大达200cm土层。不同处理吸水深度及比例受灌水的影响，灌溉期吸收水分深度较浅。拔节（返青）期根系吸水深度小于抽穗（抽雄）、灌浆期。夏玉米期间土壤底墒越大，耗水量越大，水分利用效率越小，不施肥处理产量最大。冬小麦灌水量越大，耗水量越大，灌越冬水+返青水+灌浆水的T2处理3水分利用效率最高

7、（1.74kg/m），产量相对较大（6659.3kg/ha），建议该地区冬小麦灌水总量控制在220mm。关键字：土壤水动态，氢氧稳定同位素，根系吸水，蒸散发，水分转化IAbstractStudyontherulesofsoilwatertransformationisofgreatimportancetoreasonablewaterresourcesutilizationandtoimprovethewateruseefficie