洛川塬果—草复合系统水分利用同位素示踪研究

发布时间：2020-07-24 21:23

【摘要】：洛川塬地处黄土高原的中部,苹果种植面积较大。果-草复合系统的推行促进了当地苹果产业的再发展,但该系统中的水分利用格局尚不明确,而稳定同位素的发展为其定量分析提供了可能。通过碳、氢、氧同位素示踪和田间原位监测可以明确植物水分利用策略对生态环境的适应机制,从而为黄土高原果-草复合系统林下间作牧草品种的选择、果园水分优化管理以及果-草复合系统模式的大量推广提供科学依据。本研究利用碳、氢、氧稳定同位素定量分析了苹果-白三叶/黑麦草复合系统中各组分的水分利用效率及水分利用来源,研究结果如下:(1)洛川塬区降雨量、温度及降水同位素组成特征分析试验期间降水的同位素组成变化不大,其中5月同位素富集,7、8、10月同位素贫化。该地大气降水线方程为:δD=10.50δ~(18)O+24.54。(2)不同果-草复合系统土壤水分变化及植物水分利用特征果-草复合系统土壤剖面含水量在不同月份变化不大。土壤平均含水量表现为7月最高,8月次之。同一月份土壤平均含水量则表现为复合系统大于单作系统,均为苹果-黑麦草复合系统含水量最高,表现出保墒效果。受降雨影响7月单作系统果树主要利用浅层土壤水和中层土壤水,利用比例达71.50%,苹果-白三叶复合系统中,果树和白三叶均主要利用深层土壤水,利用比例分别为48.00%和98.50%,苹果-黑麦草复合系统中,果树和黑麦草均主要利用浅层土壤水,利用比例分别为80.50%和52.00%。其它月复合系统中果树均主要吸收深层土壤水(40~100 cm),白三叶主要吸收浅层土壤水(0~20 cm),果树和牧草对土壤水分的利用并未表现出竞争。(3)不同果-草复合系统碳同位素组成的季节性变化生草对果树叶片的水分利用效率无显著作用。随月份增加,果-草复合系统中果树叶片δ~(13)C值随月份增加基本呈现降低趋势,白三叶和黑麦草则表现为5月10月8月7月。且该地植物δ~(13)C值不受温度和降雨的单独影响。
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S661.1;S541.2;S543.6
【图文】：

分布图,试验区,分布图,复合系统

壤水同位素组成及果树和牧草的水分利素，在不同季节对不同果-草复合系统进位素组成的测定，并结合 Isosource 模型例。分利用效率（WUE）的季节变化，在不同季节对不同果-草复合系统进行变化规律。洛川县凤栖镇谷咀村的西北农林科（图 2-1），属于暖温带半湿润大陆性季 mm，降水主要集中在 6～9 月，年平均年总辐射量 55.4 KJ/cm2，大于 10℃的土，质地为壤土，土壤剖面质地均匀，

示意图,收集器,示意图,封口膜

西北农林科技大学硕士学位论文0 ml 玻璃瓶中，Parafilm 封口膜双层密封后放两侧 50 cm、100 cm、150 cm 和 200 cm 处土一层），分别取两份，一份用来测定土壤含。将采集好的样品迅速装入 150 ml 塑料瓶中冰箱中，带回实验室低温保存。收集器（图 2-3）收集 5，7，8，10 月降雨量入 100 ml 的塑料瓶中，Parafilm 封口膜双层温保存。

植物水,土壤水,季节变化,苹果

图 4-3 土壤水及植物水中的季节变化Fig.4-3 MJ YJFYUTFR \FXOFZOUTY UK OT YUOR FTI VRFTZ \FZJX注：同一月份图从左往右分别表示单作苹果，苹果-白三叶复合系统和苹果-黑麦草复合系统Note: The same month figure shows the single apple trees system, apple trees -white clover intercroppingsystem, apple trees -ryegrass intercropping system from left to right.4.5 不同果-草复合系统果树和牧草水分来源比例源端点来自 0~10、10~20、20~30、30~40 … 90~100 HS 土壤深度的的平均值，由于来源太多，无法提供可行的解决方案，将数据合并为 0~20、20~40、40~100 cm。将三个潜在的土壤水源、果树木质部水以及牧草茎部水的输入到 Isosource 模型中，计算果树和牧草在不同月份对不同土层土壤水的利用比例，分析结果如图 4-4 所示。单作苹果中，5 月 30 日、7 月 20 日、8 月 30 日、10 月 28 日果树主要吸收水源为40~100 cm（69.00%）、20~40 cm（40.50%）、40~100 cm（90.50%）、40~100 cm（69.70%）土层。

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