摘要：氣候變化和人類活動的加劇使管理農業水資源變得更為困難，特別是與作物類型和生長階段有關的水吸收模式的變化。因此，在華北平原，作者利用全自動真空冷凝抽提系統（LI-2100）將植物木質部和土壤樣品中的水分提取出來，利用LGR水同位素分析儀（WIA-35d-EP，912-0026）測量各水體中δ18O和δ2H以研究冬小麥和夏季玉米輪作田的水分吸收模式。根據土壤含水量，利用層次聚類分析將土壤層分為0-20 cm，20-40 cm，40-120 cm和120-200 cm。夏季玉米在三葉期（77.8%）和拔節期（48.6%）主要吸收0-20 cm土壤水，孕穗期（33.6%）和抽雄期（32.6%）主要吸收20-40 cm土壤水，吐絲期（32.0%）和乳熟期（36.7%）主要吸收40-120 cm土壤水，成熟（35.0%）和收獲期（52.4%）轉為吸收0-20 cm土壤水。冬小麥在越冬期（86.6%），幼苗期（83.7%），拔節期（45.2%），孕穗期（51.4%），抽穗期（28.8%）和成熟期（67.8%）主要吸收0-20 cm土壤水，在開花期（34.8%）和乳熟期（25.2%）主要吸收20-40 cm土壤水。冬小麥干根重密度與水分吸收的貢獻呈正相關。然而，夏季玉米中未發現類似相關性。回歸分析表明冬小麥（CWU=-2.03×SVWC+92.73）和夏季玉米（CWU=-0.91×SVWC+57.75）的土壤體積含水量（SVWC）和水分吸收的貢獻呈負相關。對水分吸收貢獻的不同響應結果表明，對冬小麥灌溉時，應從孕穗期推遲到開花期。該研究為作物水分吸收和農業水管理提供了見解。
結論：穩定同位素δ18O和δ2H用于定量分析夏季玉米和冬小麥在不同生長階段的水分吸收。基于土壤體積含水量的層次聚類分析將土壤層分為0-20 cm，20-40 cm，40-120 cm和120-200 cm。夏季玉米和冬小麥在其生長階段水分吸收層發生了變化，從淺層土壤到深層土壤，再到淺層土壤。然而，水分吸收層的變化發生在不同生長階段：夏季玉米孕穗期（20-40 cm），吐絲期（40-120 cm），成熟期（0-20 cm），冬小麥開花期（20-40 cm），成熟期（0-20 cm）。根系分布和土壤含水量對水分吸收的響應不同。冬小麥干根重密度與水分吸收的貢獻呈正相關，但是夏季玉米并非如此。然而，冬小麥和夏季玉米的土壤體積含水量（SVWC）和水分吸收的貢獻均呈負相關。水分吸收模式和相應機制的不同為農業用水實踐提供了更精確且更適應當地情況的信息。此外，對冬小麥灌溉時，應從孕穗期推遲到開花期。
Stable isotope evidences for identifying crop water uptake in a typical winter wheat–summer maize rotation fifield in the North China Plain.pdf