本发明属于农业资源环境，具体涉及一种农田土壤放射性镭-226同位素累积效应的归趋解析及预测方法。
背景技术：
1、在全球的农田土壤中，镭-226广泛存在并且活度变化范围较大，并且受土壤类型、土壤理化性质、有机质含量、耕层厚度、地下水环境及人类活动等多种因素的强烈影响，另一方面，在农业土壤中，镭-226迁移的主要驱动原因是作物生长吸收和土壤水对流传输过程，其中镭-226在土壤颗粒固相与土壤溶液中的吸收-附着的机制较为复杂，目前技术难以准确定量刻画。
2、化肥的广泛使用造成了农田表层土壤的镭-226累积。由磷矿石制成的无机肥料通常含有高含量的238u及其衰变产物，之前研究发现许多肥料样品中镭-226的活性浓度都很显著，并且磷肥中的镭-226活度最高。其次，作物灌溉的水源一般为地表水(河流、湖泊和泉水)和地下水，这些水源也会受到不同程度的放射性核素污染，世界上许多地下水样品中发现了高含量水平的天然放射性核素，因而灌溉措施可能导致农业土壤中镭-226积累。目前已有对世界许多地区不同土壤中重金属长期积累的调查，其中放射性核素的研究主要集中在核沉降物中的铀和人造放射性核素，农田土壤中的镭系核素累积程度的相关研究缺乏。
技术实现思路
1、本发明的目的是针对现有技术存在的不能准确刻画及定量模拟农田土壤环境中镭系核素累积行为的不足，而提供一种农田土壤镭-226同位素累积效应的归趋解析及预测方法。
2、本发明的上述目的是通过以下技术方案实现：
3、一种农田土壤镭-226同位素累积效应的归趋解析方法，包括以下步骤：
4、步骤1、确定待测农田土壤的耕层厚度、年平均地下水位及变动幅度、年灌溉水量、年施肥量及年作物产量；
5、收集作物样品、灌溉水和地下水样品，采集耕层土壤样品，获取肥料样品和土壤表层空气样品；
6、实验分析确定耕层的土壤孔隙度、土壤体积含水率、土壤有机质含量和矿物质含量，测定土壤表层空气、耕层土壤、作物、灌溉水、地下水及肥料中的镭-226同位素活度；
7、步骤2、模拟计算农田土壤镭-226同位素的各项活动增量；
8、步骤3、模拟计算农田土壤镭-226同位素的各项活动减量；
9、步骤4、刻画农田土壤镭-226同位素的变化过程，进行农田土壤镭-226同位素的归趋解析。
10、进一步地，步骤1中采集耕层土壤样品时的采集位置为农田土壤耕层的中间深度，收集作物样品、地下水样品、采集耕层土壤样品的时间为作物收获时间；在单次灌溉水量最多的场次收集灌溉水样品。
11、进一步地，步骤2中各项活动增量包括：灌溉活动增量和施肥活动增量；
12、灌溉活动增量rair计算方式如下：
13、
14、其中，irtotal为年灌溉水量，m3；r为灌溉面积，m2；ir为收集灌溉水样品时的单次灌溉水量，m3；cir为灌溉水样品的镭-226同位素活度，bq/m3；rair为灌溉活动增量，bq/m2；
15、施肥活动增量rafe计算方式如下：
16、rafe＝fe×cfe
17、其中，fe为年施肥量，kg/m2；cfe为肥料样品的镭-226同位素活度，bq/kg；rafe为施肥活动增量，bq/m2。
18、进一步地，步骤3中各项活动减量包括：衰变活动减量、气相挥发活动减量、水相渗漏活动减量和作物吸收活动减量；
19、衰变活动减量radecay计算方式如下：
20、
21、其中，λ为衰变常数，为1.37×10-11/s,tir为收集灌溉水样品至作物收获时间的时间，s；tfe为农田土壤施肥至作物收获时间的时间，s；radecay为衰变活动减量，bq/m2；
22、气相挥发活动减量ravapor计算方式如下：
23、ravapor＝(cair×csoil)/(csoil-cair×n)×th
24、其中，n为耕层的土壤孔隙度，th为农田土壤的耕层厚度，m；ravapor为气相挥发活动减量，bq/m2；
25、水相渗漏活动减量raleaching计算方式如下：
26、raleaching＝(deh-th)×θ×csoil+δh×n×cgw
27、其中，deh为年平均地下水位深度，m；th为农田土壤的耕层厚度，m；θ为土壤体积含水率；csoil为耕层土壤中镭-226同位素活度，bq/m3；δh为地下水位变动幅度，m；n为耕层的土壤孔隙度，cgw为地下水中镭-226同位素活度，bq/m3；raleaching为水相渗漏活动减量，bq/m2；
28、作物吸收活动减量racrop计算方式如下：
29、racrop＝ccrop×y
30、其中，ccrop为作物中镭-226同位素活度，bq/kg；y为年作物产量，kg/m2；racrop为作物吸收活动减量，bq/m2。
31、进一步地，步骤4中，农田土壤镭-226同位素的归趋解析具体为：
32、分析土壤有机质释放进入土壤孔隙空气的镭-226同位素含量raom-a：
33、
34、其中，raom-a为土壤有机质释放进入土壤孔隙空气的镭-226同位素含量，bq/m2；ravapor为气相挥发活动减量，bq/m2；om为土壤有机质含量，g/g；mm为矿物质含量，g/g；cair为土壤表层空气中镭-226同位素活度，bq/m3；csoil为耕层土壤中镭-226同位素活度，bq/m3；θ为土壤体积含水率，n为耕层的土壤孔隙度；
35、分析土壤有机质释放进入土壤孔隙液态水的镭-226同位素含量raom-w：
36、
37、其中，raom-w为土壤有机质释放进入土壤孔隙液态水的镭-226同位素含量，bq/m2；csoil为耕层土壤中镭-226同位素活度，bq/m3；om为土壤有机质含量，g/g；mm为矿物质含量，g/g；
38、th为农田土壤的耕层厚度，m；θ为土壤体积含水率；n为耕层的土壤孔隙度；
39、raleaching为水相渗漏活动减量，bq/m2；rair为灌溉活动增量，bq/m2；
40、分析土壤矿物质释放进入土壤孔隙空气的镭-226同位素含量ramm-a：
41、
42、式中，ramm-a为土壤矿物质释放进入土壤孔隙空气的镭-226同位素含量，bq/m2；ravapor为气相挥发活动减量，bq/m2；om为土壤有机质含量，g/g；mm为矿物质含量，g/g；cair为土壤表层空气中镭-226同位素活度，bq/m3；csoil为耕层土壤中镭-226同位素活度，bq/m3；θ为土壤体积含水率，n为耕层的土壤孔隙度；
43、分析土壤矿物质释放进入土壤孔隙液态水的镭-226同位素含量ramm-w：
44、
45、式中，ramm-w为土壤矿物质释放进入土壤孔隙液态水的镭-226同位素含量，bq/m2；csoil为耕层土壤中镭-226同位素活度，bq/m3；
46、th为农田土壤的耕层厚度，m；θ为土壤体积含水率，n为耕层的土壤孔隙度，raleaching为水相渗漏活动减量，bq/m2；rair为灌溉活动增量，bq/m2；om为土壤有机质含量，g/g；mm为矿物质含量，g/g。
47、一种农田土壤镭-226同位素累积效应的预测方法，基于所述的归趋解析方法，还包括以下步骤：
48、步骤5、构建农田土壤镭-226同位素累积效应的预测方程，绘制农田土壤镭-226同位素累积含量随时间变化的曲线；
49、农田土壤镭-226同位素累积效应的预测方程为：
50、
51、式中：c为时刻t农田土壤的镭-226同位素累积含量，bq/m3；rair为灌溉活动增量，bq/m2；rafe为施肥活动增量，bq/m2；radecay为衰变活动减量，bq/m2；ravapor为气相挥发活动减量，bq/m2；raleaching为水相渗漏活动减量，bq/m2；racrop为作物吸收活动减量，bq/m2；c0为初始农田土壤的镭-226同位素累积含量，bq/m3；
52、raom-a为土壤有机质释放进入土壤孔隙空气的镭-226同位素含量，bq/m2；
53、raom-w为土壤有机质释放进入土壤孔隙液态水的镭-226同位素含量，bq/m2；ramm-a为土壤矿物质释放进入土壤孔隙空气的镭-226同位素含量，bq/m2；ramm-w为土壤矿物质释放进入土壤孔隙液态水的镭-226同位素含量，bq/m2；c0为初始农田土壤的镭-226同位素累积含量：
54、c0＝csoil+(rair+rafe-radecay-ravapor-raleaching-racrop)/th。
55、本发明的有益效果在于：
56、本发明通过计算，构建出农田土壤镭-226同位素累积效应的预测方程，能够定量表征出农田土壤镭-226同位素的长期累积过程，解决了现有技术不能准确刻画及定量模拟农田土壤环境中镭系核素累积行为的缺陷。
1.一种农田土壤镭-226同位素累积效应的归趋解析方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种农田土壤镭-226同位素累积效应的归趋解析方法，其特征在于，步骤1中采集耕层土壤样品时的采集位置为农田土壤耕层的中间深度，收集作物样品、地下水样品、采集耕层土壤样品的时间为作物收获时间；在单次灌溉水量最多的场次收集灌溉水样品。
3.根据权利要求1所述的一种农田土壤镭-226同位素累积效应的归趋解析方法，其特征在于，步骤2中各项活动增量包括：灌溉活动增量和施肥活动增量；
4.根据权利要求3所述的一种农田土壤镭-226同位素累积效应的归趋解析方法，其特征在于，步骤3中各项活动减量包括：衰变活动减量、气相挥发活动减量、水相渗漏活动减量和作物吸收活动减量；
5.根据权利要求4所述的一种农田土壤镭-226同位素累积效应的归趋解析方法，其特征在于，步骤4中，农田土壤镭-226同位素的归趋解析具体为：
6.一种农田土壤镭-226同位素累积效应的预测方法，其特征在于，基于权利要求1-5任一项所述的归趋解析方法，还包括以下步骤：
