紫色丘陵区土壤侵蚀对土壤生物学肥力的影响.pdf

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1、第26卷第7期322010年7月农业工程学报TransactionsoftheCSAE、，01．26No．7Jul．2010紫色丘陵区土壤侵蚀对土壤生物学肥力的影响聂小军1,2张建辉燃，苏正安2(1．河南理工大学测绘与国土信息工程学院，焦作454000；2．中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所，成都610041)摘要：为更好地理解侵蚀土壤质量变化，该文利用¨7Cs技术探讨了川中丘陵区紫色土陡坡耕地十壤侵蚀对十壤生物学肥力的影响。结果表明，与无侵蚀的坡地相比，陡坡耕地土壤微生物最碳含最及碱性磷酸酶、蔗糖酶活性分别显著降低41％、44％、17％，土壤生物学肥力退化指数MFDI达

2、一35％。陡坡耕地土壤蔗糖酶活性与137cs浓度显著正相关(r--O．643，p=O．024)，表明蔗糖酶活性随土壤侵蚀强度增大而降低。耕作侵蚀造成的陡坡耕地卜坡土壤损失导致十壤微牛物量碳含量、碱性磷酸酶、脲酶及蔗糖酶活性最低，而耕作侵蚀造成的陡坡耕地坡底十壤堆积导致这4个微乍物特性最高，结果陡坡耕地这些微生物特性的空间变异分别增大2．8、O．8、1．4、4．5倍。紫色土陡坡耕地土壤生物学肥力退化与空间变异性增大在今后的土地管理中应引起关注。关键词：土壤，侵蚀，微生物活性，耕作侵蚀，”7Cs技术，土壤微生物量碳，土壤酶doi：10．3969a．issn．1002—6819．201

3、0．07．006中图分类号：S157．1文献标识码：A文章编号：1002—6819(2010)-07-0032-06聂小军，张建辉，苏正安．紫色丘陵区土壤侵蚀对土壤生物学肥力的影响[J]．农业工程学报，2010，26(7)：32—37．NieXiaojun，ZhangJianhui，SuZheng’a11．SoilerosionimpactsOilsoilbiologicalfertilityinapurplehillyregion[J]．TransactionsoftheCSAE，2010，26(7)：32—37．(inChinesewithEnglishabstracO0引言

4、川中丘陵区是中国土壤侵蚀最为严重的地区之一，仅次于黄土高原地区。其中，坡耕地是川中丘陵区水土流失的主要发生地，坡耕地土壤侵蚀量为该区总土壤侵蚀量的60％～80％以上llJ。川I中丘陵区小流域沉积源调查也表明坡耕地是最主要的泥砂沉积来源【2】。坡耕地土壤侵蚀导致的土壤质量退化正在严重地威胁着川中丘陵区农业可持续发展与粮食安全，这一严峻问题已经引起了人们的广泛关注。研究者开展了大量的侵蚀土壤理化特性退化【孓10l、作物产量减产⋯1方面的研究。然而，作为土壤质量重要组成部分之一的土壤生物学特性在侵蚀作用下的变化目前还很少引起人们的关注。土壤微生物系统直接参与土壤中有机物质的分解、腐殖质

5、的形成、土壤养分转化和循环等各个生化过程，它的好坏直接影响土壤肥力、土壤生态环境质量以及农作物产量。土壤微生物系统对于外界干扰是极其敏感的。特别是土壤微乍物系统中的一些诸如微生物生物量、酶学指标，易于测定，收稿日期：2009—10-21修订日期：2009．11-24基金项目：国家科技支撑计划项目(2008BAD98804)；国家自然科学基金项目(40771027)；水利部公益性行业科研号项(200701034)；河南省高校科技创新人材支撑计划(2008HAsTlT004)；河南理工大学博士基金(B2010--47)作者简介：聂小军(1977一)，男，山西曲沃人，博士，副教授，主要

6、从事土壤侵蚀与环境牛态，土地管理方面的研究。焦作河南理工大学测绘与国土信息学院，454000。Email：niexj2005@126．com※通信作者：张建辉(1963一)，男，四川崇州人，研究员，博士生导师。主要从事土壤侵蚀、土壤物理研究。成都中国科学院成都山地灾害与环境研究所，610041。Email：zjh@imae．∞．cn能快速反映土壤干扰的影响，因此它们被作为一种表征土壤质量变化的重要指标【12J4l。侵蚀引起的土壤质量退化能通过这些生物学特性的响应快速反映出来，这一点是上壤理化特性所不具备的。土壤微生物系统中，微生物量碳、磷酸酶、脲酶、蔗糖酶一直以来被作为研究的重点

7、。土壤微牛物量碳是土壤中所有微生物体中碳的总量，通常为微生物干物质的40％～45％，为土壤有机碳的l％～5％，是反映土壤微生物种群规模大d,_；}ll微生物新陈代谢活动强弱的最重要的指标[15-16i。磷酸酶、脲酶、蔗糖酶作为土壤酶系统中的水解酶，分别表征土壤磷、氮、碳素供应状况。其中，磷酸酶通过催化有机磷酸酯或磷酸酐水解反应，使其生成无机磷来参与土壤磷素的循环与转化。脲酶通过催化脲素水解成Nil3与C02来参与氮素的循环与转化。蔗糖酶通过催化蔗糖水解成葡萄糖与果糖来参与C素的循