滋生鸡眼草对马尼拉草坪土壤理化性质的影响

摘要：分析了滋生鸡眼草[Kummerowia striata （Thunb.） Schindl.]前后马尼拉草[Zoysiarass matrella （L.） Merr.]坪土壤理化性质的变化。结果表明，滋生鸡眼草后土壤有机质含量显著增加（P<0.05），土壤pH及全氮、水解氮、硝态氮、有效磷含量均极显著增加（P<0.01），土壤速效钾含量则因不同采样区而有差异。相关性分析显示不同土壤理化性质间存在不同的相关性。主成分分析显示土壤理化性质的变化对鸡眼草在与马尼拉草的竞争方面起到了较大的促进作用。

关键词：马尼拉草[Zoysiarass matrella （L.） Merr.]；鸡眼草[Kummerowia striata （Thunb.） Schindl.]；土壤理化性质；相关性分析；主成分分析

马尼拉草[Zoysiarass matrella （L.）Merr.]为禾本科结缕草属多年生草本植物，学名沟叶结缕草，原产于台湾、广东、海南等地，生于海岸沙地上，亚洲和大洋洲的热带地区也有分布。该草种叶细、色绿、草层密集而无丛状草丘突起，且适应地区广，耐旱、耐寒、耐贫瘠、耐盐碱、耐阴，根茎发达，成坪能力强，抗病虫害，对管理水平要求不高，养护费用低，被广泛用于景点绿化、休憩广场和高级运动场的草坪建植[1]。

同其他草坪植物一样，杂草也困扰了马尼拉草坪的发展，鸡眼草[Kummerowia striata （Thunb.） Schindl.]就是其中危害较大的一种[2-5]。鸡眼草始载于《救荒本草》，称作掐不齐，又名人字草、老鸦须、铺地锦、蚂蚁骨头草等，为豆科（Leguminosae）一年生草本植物。在中国主要分布于东北各省以及河北、山东、江苏、湖北、湖南、福建、广东、云南、贵州、四川等省，日本、朝鲜和俄罗斯远东分布较普遍，越南及北美洲也有分布，生态适应性很强[6]。观察发现湖北省咸宁市马尼拉草坪滋生鸡眼草后往往造成局部草坪草死亡，大片草坪退化，对马尼拉草坪构成了较大的威胁。如何减轻鸡眼草的危害，保持马尼拉草坪欣欣向荣的状态对于提高马尼拉草坪的品质和观赏价值将具有一定的现实意义。目前对马尼拉草坪滋生鸡眼草后对土壤的影响所知甚少，笔者拟通过研究滋生鸡眼草前后马尼拉草坪土壤理化性质的变化，并分析这些理化性质之间的相关性，同时对以上变化进行主成分分析，以了解其滋生的土壤理化原因，为马尼拉草坪中鸡眼草的防治提供一定的理论依据。

1 材料与方法

1.1 样品采集与处理

马尼拉草坪是华中地区的当家草坪。大面积种植马尼拉草的主要是园林部门、宾馆、学校，自然情况下园林部门和宾馆的管理较为规范，校园内的管理相对较为粗放。为最大可能地比较自然状态下鸡眼草入侵对马尼拉草坪的影响，分别选择了鄂南高级中学、湖北科技学院、咸宁职业技术学院为3个采样区（表1），其地理位置为114.27°E、29.90°N。咸宁市属亚热带季风（湿润）气候，四季分

明；年均气温为15.8～17.5 ℃，年平均降雨量为1 150～1 450 mm，且较为集中。各采样区土壤均为红壤。参照NY/T 1121.1-2006中土壤样品的采集、处理和贮存的方法于2010年7月分别在鸡眼草单一群落区和马尼拉草坪区按五点采样法采样，采样深度为0～15 cm，5个点的土样合并混合均匀后约为1 kg。将土壤样品带回实验室马上风干，过2 mm筛子。

1.2 方法

土壤有机质的测定采用重铬酸钾外加热法（NY/T 1121.6-2006），土壤全氮的测定采用半微量凯氏定氮法（LY/T 1228-1999），土壤水解氮的测定采用碱解扩散法（LY/T 1229-1999），土壤硝态氮的测定参照硝酸试粉法[7]，pH的测定采用酸度计法（NY/T 1121.2-2006），土壤速效磷（含量以P2O5计）的测定采用钼锑抗比色法（NY/T 1121.7-2006），土壤速效钾（含量以K2O计）的测定采用四苯硼钠比浊法[8]。

主要仪器：KDN04-Ⅲ型定氮仪（上海纤检仪器有限公司）、S22pc型可见分光光度计（上海棱光技术有限公司）、pHs-3c型酸度计（上海理达仪器厂）等。

1.3 数据处理

试验数据采用Excel软件处理，方差分析、相关性分析及主成分分析采用DPS V6.55软件进行。

2 结果与分析

2.1 滋生鸡眼草对土壤理化性质的影响

滋生鸡眼草引起草坪土壤理化性质的变化见表2。由表2可知，滋生鸡眼草后全氮、水解氮、硝态氮、有效磷的含量及pH均极显著增加；咸宁职业技术学院采样区有机质含量极显著增加，其他两地显著增加；有的采样区土壤速效钾的含量极显著增加，有的则极显著减少。

滋生鸡眼草后，所有样地有机质含量均显著增加的原因可能主要是由于滋生鸡眼草后导致了马尼拉草的死亡，而马尼拉为禾本科草本植物，其生物量较大，该植物死亡后残体在土壤表层逐渐被微生物分解而成为土壤中有机质的主要来源。

土壤全氮的极显著增加主要来自两个方面。一方面是由于鸡眼草为豆科一年生草本植物（已有学者从鸡眼草中分离出根瘤菌并将其归为一个新的类群[9]），具有自身固氮的能力；另一方面土壤有机质的含量也与氮的含量呈正相关[8]，因此土壤全氮含量极显著增加。

含氮有机质首先被微生物分解并释放出氨态氮，固氮植物也可将自身多余的氮素释放到土壤中（主要是氨基氮），在通气良好的情况下（草坪绝大多数情况

下通气都是良好的）氨态氮在微生物的作用下被氧化成硝态氮，因此土壤水解氮、硝态氮增加极显著。

由于固氮植物释放到土壤中的氮素多为氨基氮，而所有采样区均为红壤，因此土壤pH均极显著增加。一般pH在6～7时磷素有效性最高[8]。由于所有采样区均为酸性至弱酸性土壤，而滋生鸡眼草后土壤pH均显著增大，且均在7以内，因此土壤有效磷的含量显著增加。土壤中的钾大部分是以难溶的矿物形态存在，即速效钾的含量与土壤母质等因素关系较大，因此滋生鸡眼草后不同采样区的钾含量变化因其所处位置不同而有差异，没有明显的规律。

2.2 滋生鸡眼草后土壤理化性质间的相关性分析

滋生鸡眼草后土壤理化性质间的相关性分析见表3。由表3可知，在本研究中pH（在弱酸性条件下）与土壤有效磷含量为极显著的正相关；全氮含量、水解氮含量、硝态氮含量三者间均为极显著正相关，有机质与全氮含量及与水解氮含量均为显著正相关，这些结果与前面的分析一致。pH与有机质含量为显著负相关，可能是pH直接影响了有机质转化的主体——土壤微生物的活性的缘故[10]；有机质含量与速效钾含量为极显著正相关，其可能的原因是有机质可促进土壤母质中钾的释放；pH与速效钾含量为极显著负相关，则可能是pH影响到了有机质的转化。

2.3 主成分分析

马尼拉草坪滋生鸡眼草后各采样区理化性质主成分分析的结果见图1。由图1可知，滋生鸡眼草后各采样区第一主成分和第二主成分相对于原样地的马尼拉草坪来说都要大。所有的鸡眼草植被区第一主成分的值都集中在正数区，pH、全氮、水解氮、硝态氮和有效磷对它的影响比较大，而各采样区中对照的马尼拉草坪的第一主成分都在负数区。有机质、全氮、水解氮和速效钾对第二主成分的影响较大。主成分分析的结果也显示了在鸡眼草与马尼拉草的竞争中，土壤理化性质的变化在其中起到了重要的作用。

3 小结与讨论

杂草（如鸡眼草）对草坪（如马尼拉草坪）来说属于一种入侵物种，因此草坪滋生杂草的过程就其本质来说与外来植物的入侵过程相似。养分的获得对入侵植物的生长、扩张有决定作用，入侵植物对土壤养分的影响可能与其养分获得是一个相互促进的过程[11]。牛红榜[12]在对紫茎泽兰（Crofton weed）入侵的研究中发现紫茎泽兰入侵提高了土壤中植物可以直接吸收利用的硝态氮、氨态氮、有效磷、速效钾的含量，这可能是由于紫茎泽兰入侵改变了土壤微生物的组成，进而活化土壤养分；紫茎泽兰和本土植物均可利用较高水平的土壤养分，但由于紫茎泽兰和当地植物的繁殖特性与利用速度不同，因此土壤养分的提高可能对紫茎泽兰生长和竞争有利。有研究显示一年生入侵植物会通过自身的残体分解增加土壤养分[13，14]。

在本研究中，马尼拉草坪滋生鸡眼草后土壤有机质、全氮、水解氮、硝态氮、有效磷等都显著提高，但鸡眼草生长较快，植株较高，可以优先占据较好的生存空间，在较短的时间内占据优势地位，可能更有利于其对养分的吸收。

土壤微生物是土壤有机质转化的动力。土壤有机质的分解、土壤氮素的转化通常是由微生物产生的相应的酶类来实现的，那么土壤微生物及其产生的相应酶类的变化是否与土壤理化性质的变化一致还有待进一步研究。另外研究中还发现，滋生鸡眼草后，在一定时间内马尼拉草会死亡，是否说明了在鸡眼草与马尼拉草的竞争中化感作用产生了一定的影响也有待进一步研究。

从土壤理化性质的角度分析，鸡眼草得以在马尼拉草坪上滋生，一方面是由于该植物滋生后导致了土壤有机质和氮素水平的显著提高，土壤有效磷含量也显著提高，使得自身可利用养分显著增加。另一方面在偏酸性土壤中，滋生鸡眼草后土壤pH也显著提高且均在7以下，由此改善了土壤其他养分的有效性。土壤各理化性质间存在不同的相关性，主成分分析的结果显示了在鸡眼草与马尼拉草的竞争中土壤理化性质的变化起到了重要的作用。

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