滋生雞眼草對馬尼拉草坪土壤理化性質的影響

摘要：分析了滋生雞眼草[Kummerowia striata （Thunb.） Schindl.]前后馬尼拉草[Zoysiarass matrella （L.） Merr.]坪土壤理化性質的變化。結果表明，滋生雞眼草后土壤有機質含量顯著增加（P<0.05），土壤pH及全氮、水解氮、硝態氮、有效磷含量均極顯著增加（P<0.01），土壤速效鉀含量則因不同采樣區而有差異。相關性分析顯示不同土壤理化性質間存在不同的相關性。主成分分析顯示土壤理化性質的變化對雞眼草在與馬尼拉草的競爭方面起到了較大的促進作用。

關鍵詞：馬尼拉草[Zoysiarass matrella （L.） Merr.]；雞眼草[Kummerowia striata （Thunb.） Schindl.]；土壤理化性質；相關性分析；主成分分析

中圖分類號：S141.6 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2013）23-5738-03

馬尼拉草[Zoysiarass matrella （L.）Merr.]為禾本科結縷草屬多年生草本植物，學名溝葉結縷草，原產于臺灣、廣東、海南等地，生于海岸沙地上，亞洲和大洋洲的熱帶地區也有分布。該草種葉細、色綠、草層密集而無叢狀草丘突起，且適應地區廣，耐旱、耐寒、耐貧瘠、耐鹽堿、耐陰，根莖發達，成坪能力強，抗病蟲害，對管理水平要求不高，養護費用低，被廣泛用于景點綠化、休憩廣場和高級運動場的草坪建植[1]。

同其他草坪植物一樣，雜草也困擾了馬尼拉草坪的發展，雞眼草[Kummerowia striata （Thunb.） Schindl.]就是其中危害較大的一種[2-5]。雞眼草始載于《救荒本草》，稱作掐不齊，又名人字草、老鴉須、鋪地錦、螞蟻骨頭草等，為豆科（Leguminosae）一年生草本植物。在中國主要分布于東北各省以及河北、山東、江蘇、湖北、湖南、福建、廣東、云南、貴州、四川等省，日本、朝鮮和俄羅斯遠東分布較普遍，越南及北美洲也有分布，生態適應性很強[6]。觀察發現湖北省咸寧市馬尼拉草坪滋生雞眼草后往往造成局部草坪草死亡，大片草坪退化，對馬尼拉草坪構成了較大的威脅。如何減輕雞眼草的危害，保持馬尼拉草坪欣欣向榮的狀態對于提高馬尼拉草坪的品質和觀賞價值將具有一定的現實意義。目前對馬尼拉草坪滋生雞眼草后對土壤的影響所知甚少，筆者擬通過研究滋生雞眼草前后馬尼拉草坪土壤理化性質的變化，并分析這些理化性質之間的相關性，同時對以上變化進行主成分分析，以了解其滋生的土壤理化原因，為馬尼拉草坪中雞眼草的防治提供一定的理論依據。

1 材料與方法

1.1 樣品采集與處理

馬尼拉草坪是華中地區的當家草坪。大面積種植馬尼拉草的主要是園林部門、賓館、學校，自然情況下園林部門和賓館的管理較為規范，校園內的管理相對較為粗放。為最大可能地比較自然狀態下雞眼草入侵對馬尼拉草坪的影響，分別選擇了鄂南高級中學、湖北科技學院、咸寧職業技術學院為3個采樣區（表1），其地理位置為114.27°E、29.90°N。咸寧市屬亞熱帶季風（濕潤）氣候，四季分明；年均氣溫為15.8～17.5 ℃，年平均降雨量為1 150～1 450 mm，且較為集中。各采樣區土壤均為紅壤。參照NY/T 1121.1-2006中土壤樣品的采集、處理和貯存的方法于2010年7月分別在雞眼草單一群落區和馬尼拉草坪區按五點采樣法采樣，采樣深度為0～15 cm，5個點的土樣合并混合均勻后約為1 kg。將土壤樣品帶回實驗室馬上風干，過2 mm篩子。

1.2 方法

土壤有機質的測定采用重鉻酸鉀外加熱法（NY/T 1121.6-2006），土壤全氮的測定采用半微量凱氏定氮法（LY/T 1228-1999），土壤水解氮的測定采用堿解擴散法（LY/T 1229-1999），土壤硝態氮的測定參照硝酸試粉法[7]，pH的測定采用酸度計法（NY/T 1121.2-2006），土壤速效磷（含量以P2O5計）的測定采用鉬銻抗比色法（NY/T 1121.7-2006），土壤速效鉀（含量以K2O計）的測定采用四苯硼鈉比濁法[8]。

主要儀器：KDN04-Ⅲ型定氮儀（上海纖檢儀器有限公司）、S22pc型可見分光光度計（上海棱光技術有限公司）、pHs-3c型酸度計（上海理達儀器廠）等。

1.3 數據處理

試驗數據采用Excel軟件處理，方差分析、相關性分析及主成分分析采用DPS V6.55軟件進行。

2 結果與分析

2.1 滋生雞眼草對土壤理化性質的影響

滋生雞眼草引起草坪土壤理化性質的變化見表2。由表2可知，滋生雞眼草后全氮、水解氮、硝態氮、有效磷的含量及pH均極顯著增加；咸寧職業技術學院采樣區有機質含量極顯著增加，其他兩地顯著增加；有的采樣區土壤速效鉀的含量極顯著增加，有的則極顯著減少。

滋生雞眼草后，所有樣地有機質含量均顯著增加的原因可能主要是由于滋生雞眼草后導致了馬尼拉草的死亡，而馬尼拉為禾本科草本植物，其生物量較大，該植物死亡后殘體在土壤表層逐漸被微生物分解而成為土壤中有機質的主要來源。

土壤全氮的極顯著增加主要來自兩個方面。一方面是由于雞眼草為豆科一年生草本植物（已有學者從雞眼草中分離出根瘤菌并將其歸為一個新的類群[9]），具有自身固氮的能力；另一方面土壤有機質的含量也與氮的含量呈正相關[8]，因此土壤全氮含量極顯著增加。

含氮有機質首先被微生物分解并釋放出氨態氮，固氮植物也可將自身多余的氮素釋放到土壤中（主要是氨基氮），在通氣良好的情況下（草坪絕大多數情況下通氣都是良好的）氨態氮在微生物的作用下被氧化成硝態氮，因此土壤水解氮、硝態氮增加極顯著。

由于固氮植物釋放到土壤中的氮素多為氨基氮，而所有采樣區均為紅壤，因此土壤pH均極顯著增加。一般pH在6～7時磷素有效性最高[8]。由于所有采樣區均為酸性至弱酸性土壤，而滋生雞眼草后土壤pH均顯著增大，且均在7以內，因此土壤有效磷的含量顯著增加。

土壤中的鉀大部分是以難溶的礦物形態存在，即速效鉀的含量與土壤母質等因素關系較大，因此滋生雞眼草后不同采樣區的鉀含量變化因其所處位置不同而有差異，沒有明顯的規律。

2.2 滋生雞眼草后土壤理化性質間的相關性分析

滋生雞眼草后土壤理化性質間的相關性分析見表3。由表3可知，在本研究中pH（在弱酸性條件下）與土壤有效磷含量為極顯著的正相關；全氮含量、水解氮含量、硝態氮含量三者間均為極顯著正相關，有機質與全氮含量及與水解氮含量均為顯著正相關，這些結果與前面的分析一致。pH與有機質含量為顯著負相關，可能是pH直接影響了有機質轉化的主體——土壤微生物的活性的緣故[10]；有機質含量與速效鉀含量為極顯著正相關，其可能的原因是有機質可促進土壤母質中鉀的釋放；pH與速效鉀含量為極顯著負相關，則可能是pH影響到了有機質的轉化。

2.3 主成分分析

馬尼拉草坪滋生雞眼草后各采樣區理化性質主成分分析的結果見圖1。由圖1可知，滋生雞眼草后各采樣區第一主成分和第二主成分相對于原樣地的馬尼拉草坪來說都要大。所有的雞眼草植被區第一主成分的值都集中在正數區，pH、全氮、水解氮、硝態氮和有效磷對它的影響比較大，而各采樣區中對照的馬尼拉草坪的第一主成分都在負數區。有機質、全氮、水解氮和速效鉀對第二主成分的影響較大。主成分分析的結果也顯示了在雞眼草與馬尼拉草的競爭中，土壤理化性質的變化在其中起到了重要的作用。

3 小結與討論

雜草（如雞眼草）對草坪（如馬尼拉草坪）來說屬于一種入侵物種，因此草坪滋生雜草的過程就其本質來說與外來植物的入侵過程相似。養分的獲得對入侵植物的生長、擴張有決定作用，入侵植物對土壤養分的影響可能與其養分獲得是一個相互促進的過程[11]。牛紅榜[12]在對紫莖澤蘭（Crofton weed）入侵的研究中發現紫莖澤蘭入侵提高了土壤中植物可以直接吸收利用的硝態氮、氨態氮、有效磷、速效鉀的含量，這可能是由于紫莖澤蘭入侵改變了土壤微生物的組成，進而活化土壤養分；紫莖澤蘭和本土植物均可利用較高水平的土壤養分，但由于紫莖澤蘭和當地植物的繁殖特性與利用速度不同，因此土壤養分的提高可能對紫莖澤蘭生長和競爭有利。有研究顯示一年生入侵植物會通過自身的殘體分解增加土壤養分[13，14]。

在本研究中，馬尼拉草坪滋生雞眼草后土壤有機質、全氮、水解氮、硝態氮、有效磷等都顯著提高，但雞眼草生長較快，植株較高，可以優先占據較好的生存空間，在較短的時間內占據優勢地位，可能更有利于其對養分的吸收。

土壤微生物是土壤有機質轉化的動力。土壤有機質的分解、土壤氮素的轉化通常是由微生物產生的相應的酶類來實現的，那么土壤微生物及其產生的相應酶類的變化是否與土壤理化性質的變化一致還有待進一步研究。另外研究中還發現，滋生雞眼草后，在一定時間內馬尼拉草會死亡，是否說明了在雞眼草與馬尼拉草的競爭中化感作用產生了一定的影響也有待進一步研究。

從土壤理化性質的角度分析，雞眼草得以在馬尼拉草坪上滋生，一方面是由于該植物滋生后導致了土壤有機質和氮素水平的顯著提高，土壤有效磷含量也顯著提高，使得自身可利用養分顯著增加。另一方面在偏酸性土壤中，滋生雞眼草后土壤pH也顯著提高且均在7以下，由此改善了土壤其他養分的有效性。土壤各理化性質間存在不同的相關性，主成分分析的結果顯示了在雞眼草與馬尼拉草的競爭中土壤理化性質的變化起到了重要的作用。

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