不同地被植物對土壤養(yǎng)分含量和土壤酶活性的影響

駱娟　王宏信　耿靜

摘 ? ?要：地被植物具有改土培肥能力，但其效果因品種而異。試驗選取海南三亞園林綠化常用的地被植物地毯草（Axonopus compressus）、蔓花生（Arachis duranensis）、結(jié)縷草（Zoysia japonica Steud）、蟛蜞菊（Wedelia chinensis），以自然生草與清耕作為對照，對比分析了不同地被植物對土壤養(yǎng)分和土壤酶活性的影響。結(jié)果表明，土壤有機質(zhì)、全氮和堿解氮含量以蟛蜞菊處理最高;土壤全磷、速效磷和速效鉀含量均以自然生草處理最高而蟛蜞菊處理最低;土壤全鉀含量以地毯草處理最高而自然生草處理最低。土壤蔗糖酶、脲酶和過氧化氫酶活性均以蟛蜞菊處理最高;土壤酸性磷酸酶活性則以自然生草處理最高而蟛蜞菊處理最低。土壤脲酶和過氧化氫酶活性與堿解氮含量極顯著正相關(guān)（P<0.01），蔗糖酶活性與土壤有機質(zhì)含量極顯著正相關(guān)（P<0.01），酸性磷酸酶活性與土壤全磷、速效磷含量顯著正相關(guān)（P<0.05）而與土壤全氮含量顯著負相關(guān)（P<0.05）。

關(guān)鍵詞：地被植物;土壤;養(yǎng)分;酶活性

中圖分類號：S688.4，Q938.1+3 ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2019.04.005

Effects of Different Ground Cover Plants on the Soil Nutrient Content and Soil Enzyme Activities

LUO Juan， WANG Hongxin， GENG Jing

（Academician Workstation of ZHAI Mingguo， University of Sanya， Sanya， Hainan 572000， China）

Abstract：Garden cover plants can enrich and improve the soils， but the effect varied from different plant cultivers. The experiment was conducted with four different garden cover plants （Axonopus compressus， Arachis duranensis， Zoysia japonica Steud， Wedelia chinensis） which were widely used in horticulture of Sanya city， Hainan province， and the natural grass and clean tillage were as control， to analyze the different garden cover plants on soil nutrient contents and enzyme activities. The results showed that in all the six treatments， soil organic matter， total nitrogen and alkali-hydrolyzed nitrogen content were highest in the W. chinensis treatment; soil total phosphorus， available phosphorus and available potassium content were highest in natural grass treatment but lowest in W. chinensis treatment; soil total potassium content was highest in A. compressus treatment but lowest in natural grass treatment. The activity of soil invertase， soil urease and soil catalase were highest in W. chinensis treatment， and the activity of soil acid phosphatase was highest in natural grass field but lowest in W. chinensis treatment. The activity of soil urease and catalase had significantly positive correlation with the soil alkali-hydrolyzale nitrogen content （P<0.01）， the activity of soil invertase had significantly positive correlation with soil organic matter content （P<0.01）， the activity of soil acid phosphatase had significant positive correlation with soil available phosphorus content（P<0.05） but significant negative correlation with soil total nitrogen content （P<0.05）.

Key words： garden cover plants; soil; nutrient content; enzyme activities

地被植物通常指連片生長，能較好地覆蓋地面、擴展能力較強且相對低矮的植物，包括草本、藤本、木本、多肉及蕨類植物等[1]。地被植物是園林建設(shè)必不可少的綠化材料，他們不僅提供了大面積的綠化景觀，為風(fēng)景園林提供重要的背景色，同時也在改善環(huán)境、護坡固堤及改良土壤等方面發(fā)揮著重要的作用。三亞市位于中國海南島最南端，為熱帶海洋性季風(fēng)氣候，自然風(fēng)光及歷史文化特色鮮明，被人們稱為“東方夏威夷”，成為國內(nèi)外知名的旅游勝地。多年來，三亞一直致力于國家園林城市建設(shè)，不斷完善花園城市的形象，推行全面綠化、立體綠化、特色綠化的理念，城市園林景觀不斷發(fā)展進步。隨著城市建設(shè)水平的快速發(fā)展，城市地被綠化的要求也在不斷提高，然而，由于海南獨特的氣候及土壤環(huán)境，地被綠化常出現(xiàn)斑禿退化、生長狀態(tài)不佳、綠化缺乏特色以及后續(xù)養(yǎng)護管理費用高昂等問題。如何評價地被植物對地方環(huán)境的適應(yīng)性，選擇適宜的地被綠化材料提高城市綠化水平、降低養(yǎng)護成本、建立科學(xué)的園林綠化體系逐漸受到關(guān)注。

一方面，土壤為植物生長提供必須的營養(yǎng)、水分、氧氣等環(huán)境條件，反過來植物的生長發(fā)育也影響著土壤的理化性質(zhì)，植物的凋落物以及根系分泌物等直接影響著土壤養(yǎng)分和土壤酶活性變化[2-3]。除了土壤中的各類養(yǎng)分元素外，各種土壤酶類直接參與土壤中養(yǎng)分物質(zhì)的遷移、轉(zhuǎn)化、固定等環(huán)節(jié)，影響著土壤的新陳代謝及理化特征[4]。因此，很多研究都把土壤酶活作為指示土壤質(zhì)量變化的關(guān)鍵因子[5]。地被綠化植物不僅具有改善城市小氣候、凈化空氣、水土保持、涵養(yǎng)水源等作用，也有利于培肥土壤、改善土壤環(huán)境、促進生態(tài)平衡[6]。胡衛(wèi)萱等[7]研究表明，不同綠化配置模式對城市土壤酶活性產(chǎn)生不同影響，如地被植物三裂葉蟛蜞菊長期生長改變了土壤的理化性質(zhì)，增加了土壤中可利用的養(yǎng)分含量[8]。

鑒于此，本研究初步選取了三亞地被綠化常見的草本植物：地毯草（Axonopus Compressus）、蔓花生（Arachis ?duranensis）、結(jié)縷草（Zoysia japonica Steud）、蟛蜞菊（Wedelia chinensis）為研究對象，以自然生草和清耕為對照，通過栽培試驗對比其在海南典型的山地紅壤對土壤養(yǎng)分含量及土壤酶活性的影響，研究不同品種地被植物改土培肥能力，為降低養(yǎng)護成本、改善土壤環(huán)境、提升綠化品質(zhì)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗區(qū)概況

試驗于2016年6月在海南省三亞市三亞學(xué)院苗圃預(yù)備地進行（N18°32，E106°55），土質(zhì)為山地赤紅壤，屬熱帶海洋季風(fēng)氣候，年均溫25.4 ℃，全年日照時間2 563 h，年均降雨量1 347.5 mm。

1.2 試驗材料與處理

試驗設(shè)置6個處理，分別為：清耕（裸露土地），不栽種植物材料并定期清除雜草;自然生草區(qū)，自然生長雜草不進行人工清除（主要為禾本科類雜草）;地被植物區(qū)，分別人工種植地毯草、蔓花生、結(jié)縷草、蟛蜞菊4種地被植物材料。每個處理設(shè)3個重復(fù)，共18個小區(qū)，每個小區(qū)面積為4 m×4 m。于2016年5月選取健壯植株進行移栽，其中清耕區(qū)定期清除雜草，自然生草區(qū)任雜草自然生長。根據(jù)天氣狀況定期人工澆水，保持所有小區(qū)其他管理水平盡量一致。

1.3 土壤取樣及測定方法

于2017年6月中旬（地被植物蓋度達70%以上），選取連續(xù)晴朗天氣，對處理的各個小區(qū)進行土壤取樣，每個小區(qū)采取五點取樣法，去除土壤表面枯枝落葉等雜物后取0～10 cm土層（根系主要分布區(qū)域）的土壤，土壤樣品充分混合、研磨、過篩后分為兩份，一份存于4 ℃冰箱，盡快測定土壤酶活性，另一份土樣風(fēng)干后測定土壤的氮、磷、鉀及有機質(zhì)等。

土壤有機質(zhì)采用重鉻酸鉀容量法;土壤全氮采用凱氏定氮法;堿解氮采用擴散法;全磷采用氫氧化鈉堿熔-鉬銻抗比色法;有效磷采用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法;全鉀采用碳酸鈉堿熔法;有效鉀采用乙酸銨浸提-火焰光度計法。土壤酸性磷酸酶采用對硝基苯酚二鈉比色法;脲酶采用苯酚鈉比色法;蔗糖酶采用3，5-二硝基水楊酸比色法;過氧化氫酶采用容量法。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

數(shù)據(jù)分析采用SPSS19.0進行差異顯著性分析（Duncan法，P<0.05）和Pearson相關(guān)分析（雙側(cè)檢驗，P<0.05，P<0.01），采用Origin8.0軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同地被植物對土壤養(yǎng)分的影響

由表1可知，不同地被植物生長區(qū)土壤有機質(zhì)含量表現(xiàn)為：蟛蜞菊>自然生草>蔓花生>清耕>結(jié)縷草>地毯草，其中蟛蜞菊地塊比清耕提高了37.51%，差異顯著（P<0.05），結(jié)縷草和地毯草地塊與清耕無顯著差異（P>0.05），其他處理間差異均顯著（P<0.05）;土壤全氮含量表現(xiàn)為：蟛蜞菊>清耕>蔓花生>地毯草>結(jié)縷草>自然生草，各處理均與自然生草差異顯著（P<0.05），蟛蜞菊和結(jié)縷草之間差異亦顯著（P<0.05），其他處理間差異均不顯著（P>0.05）;堿解氮含量表現(xiàn)為：蟛蜞菊>自然生草>清耕>蔓花生>地毯草>結(jié)縷草，蔓花生、自然生草和清耕地塊差異不顯著（P>0.05），其他處理間差異均顯著（P<0.05）;全磷含量表現(xiàn)為：自然生草>地毯草>結(jié)縷草>蔓花生>清耕≈蟛蜞菊，自然生草和地毯草與蟛蜞菊和清耕差異顯著（P<0.05），其他處理間差異均不顯著（P>0.05）;速效磷含量表現(xiàn)為：自然生草>地毯草>結(jié)縷草>蔓花生>清耕>蟛蜞菊，蟛蜞菊與清耕、結(jié)縷草與地毯草和蔓花生差異不顯著（P>0.05），其他處理間差異均顯著（P<0.05）;全鉀含量表現(xiàn)為：地毯草>結(jié)縷草>清耕>蔓花生>蟛蜞菊>自然生草，地毯草與結(jié)縷草、蔓花生與清耕和蟛蜞菊差異不顯著（P>0.05），其他處理間差異均顯著（P<0.05）;速效鉀含量表現(xiàn)為：自然生草>地毯草>結(jié)縷草>蔓花生>清耕>蟛蜞菊，處理間差異均顯著（P<0.05）。

2.2 不同地被植物對土壤酶活性的影響

由圖1可知，酸性磷酸酶活性表現(xiàn)為：自然生草>地毯草>清耕>結(jié)縷草>蔓花生>蟛蜞菊，地毯草與自然生草和清耕、結(jié)縷草與清耕和蔓花生差異不顯著（P>0.05），其他處理間差異均顯著（P<0.05）;土壤蔗糖酶活性表現(xiàn)為：蟛蜞菊>自然生草>蔓花生>地毯草>清耕>結(jié)縷草，地毯草與清耕差異不顯著（P>0.05），其他處理間差異均顯著（P<0.05）;土壤脲酶活性表現(xiàn)為：蟛蜞菊>清耕>蔓花生>自然生草>地毯草>結(jié)縷草，蟛蜞菊與清耕、蔓花生與自然生草、結(jié)縷草與地毯草差異不顯著（P>0.05），其他處理間差異均顯著（P<0.05）;過氧化氫酶活性表現(xiàn)為：蟛蜞菊>清耕>自然生草>蔓花生>結(jié)縷草>地毯草，蔓花生與自然生草、結(jié)縷草與地毯草差異不顯著（P>0.05），其他處理間差異均顯著（P<0.05）。

2.3 土壤養(yǎng)分與土壤酶活性的相關(guān)關(guān)系

由表2可知，土壤有機質(zhì)含量與蔗糖酶活性極顯著正相關(guān)（P<0.01）;全氮與酸性磷酸酶活性顯著負相關(guān)（P<0.05），而全磷和速效磷含量均與酸性磷酸酶含量顯著正相關(guān)（P<0.05）;堿解氮與蔗糖酶活性顯著正相關(guān)（P<0.05），與脲酶和過氧化氫酶活性極顯著正相關(guān)（P<0.01）;全鉀和速效鉀與4種土壤酶活性均無有顯著相關(guān)性（P>0.05）。

3 結(jié)論與討論

地被植物在生長過程中一方面不斷從土壤中吸收養(yǎng)分促進植株的生長，另一方面通過枯枝落葉、死亡根系等凋落物及根系分泌物等方式把養(yǎng)分返回土壤，促進了土壤肥力的提升，養(yǎng)分的吸收與返回最終促進了土壤養(yǎng)分的動態(tài)平衡。通過分析研究不同地被植物覆蓋下土壤的肥力狀況可以了解不同地被植物材料對土壤養(yǎng)分的需求狀況及其對土壤的改良培肥能力，對評估不同地被植物的生長及管理水平及其與土壤的互作關(guān)系有積極意義。黃睿[9]在海南酸性土壤區(qū)種植豆科田菁類植物能提高土壤有機質(zhì)含量，一年后效果最明顯，隨著種植年限延長逐漸下降;王慧敏等[10]研究發(fā)現(xiàn)在北方茶園間的裸露土地種植芳香植物能顯著提高土壤肥力水平;范林潔等[11]發(fā)現(xiàn)種植一年生大麥和蘆葦后土壤有機質(zhì)以及氮磷鉀含量低于原生地，而兩年生大麥、白三葉和紫花苜蓿能明顯提高土壤各項養(yǎng)分含量;付美云等[12]研究發(fā)現(xiàn)丘陵坡地土壤在草本恢復(fù)階段土壤速效磷含量顯著增加。相關(guān)研究認為不同植物群落凋落物質(zhì)和量的區(qū)別是引起土壤養(yǎng)分差異的重要因素[13]。

本試驗中，土壤有機質(zhì)和堿解氮含量在菊科植物蟛蜞菊地塊顯著高于其他處理，其次是自然生草處理，但在禾本科結(jié)縷草和地毯草處理相對較低，土壤全氮含量亦在蟛蜞菊處理最高，其次是清耕處理，以自然生草處理最低，表明蟛蜞菊對土壤速效氮含量的提高效果明顯;蟛蜞菊處理土壤磷、鉀元素含量相對較低，特別是速效磷和速效鉀含量在各處理中最低，其中速效鉀顯著低于其他處理，而自然生草區(qū)土壤全磷、速效磷和速效鉀含量均為各處理最高，或許與自然生草區(qū)人工擾動較少、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、利于保存可溶性營養(yǎng)元素有關(guān)，其次是禾本科地毯草處理區(qū);全鉀含量則在禾本科地毯草處理區(qū)最高，其次是禾本科結(jié)縷草區(qū)。綜合說明，4種地被植物中，蟛蜞菊和蔓花生有助于土壤有機質(zhì)和氮素含量的提高，而禾本科結(jié)縷草和地毯草則有助于磷和鉀含量的增加。

土壤酶活性也是反映土壤健康狀況的重要指標，土壤脲酶可以分解土壤中的尿素，其活性與土壤的供氮能力密切相關(guān)[14-15]。本研究中土壤脲酶與土壤堿解氮含量極顯著正相關(guān)，其中禾本科植物地毯草和結(jié)縷草的土壤脲酶活性最低，蟛蜞菊和清耕地塊最高，蔓花生和自然生草地塊居中?？抡锅櫟萚8]研究發(fā)現(xiàn)地面生長蟛蜞菊3個月后土壤脲酶活性比裸土對照顯著降低，與本研究結(jié)果不一致，或許是受到種植時間和土質(zhì)類型等因素影響。土壤蔗糖酶又稱為轉(zhuǎn)化酶，與土壤有機碳循環(huán)相關(guān)[16]，不同處理中蟛蜞菊地塊蔗糖酶活性最高，自然生草區(qū)其次，結(jié)縷草地塊最低，相關(guān)分析亦表明，蔗糖酶與土壤有機質(zhì)含量極顯著正相關(guān)與堿解氮顯著正相關(guān)。磷酸酶參與土壤磷代謝[17]，本研究中土壤酸性磷酸酶與土壤全磷、速效磷顯著正相關(guān)，而與全氮顯著負相關(guān)，各處理中自然生草區(qū)土壤磷酸酶活性最高，其次是地毯草處理區(qū)。土壤過氧化氫酶能促進多種化合物的氧化[8]，本研究土壤過氧化氫酶與堿解氮極顯著正相關(guān)，各處理中蟛蜞菊地塊過氧化氫酶活性最高而結(jié)縷草和地毯草最低。綜合而言，蔗糖酶、脲酶和過氧化氫酶活性均在蟛蜞菊地塊最高而在禾本科植物結(jié)縷草和地毯草中相對較低，或許表明不同品種植物生長狀況對土壤酶活有一定影響。

參考文獻：

[1]張玲慧，夏宜平.地被植物在園林中的應(yīng)用及研究現(xiàn)狀[J].中國園林，2003（9）：58-61.

[2]楊承棟，焦如珍，屠星南，等.發(fā)育林下植被是恢復(fù)杉木人工林地力的重要途徑[J].林業(yè)科學(xué)，1995（3）：275-283.

[3]盛煒彤，楊承棟.關(guān)于杉木林下植被對改良土壤性質(zhì)效用的研究[J].生態(tài)學(xué)報，1997（4）：377-385.

[4]顏路明，郭祥泉.鹽堿脅迫對香樟幼苗根際土壤酶活性的影響[J].土壤，2017，49（4）：733-737.

[5]劉麗，徐明愷，汪思龍，等.杉木人工林土壤質(zhì)量演變過程中土壤微生物群落結(jié)構(gòu)變化[J].生態(tài)學(xué)報，2013，33（15）：4692-4706.

[6]漆良華，張旭東，孫啟祥，等.土壤-植被系統(tǒng)及其對土壤健康的影響[J].世界林業(yè)研究，2007（3）：1-8.

[7]胡衛(wèi)萱，丁峰，宋文華.綠化配置對城市土壤酶活性和有機質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的影響[J].東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報，2009，37（9）：115-116.

[8]柯展鴻，邱佩霞，胡東雄，等.三裂葉蟛蜞菊入侵對土壤酶活性和理化性質(zhì)的影響[J].生態(tài)環(huán)境學(xué)報，2013，22（3）：432-436.

[9]黃睿，郇恒福，高玲，等.不同豆科田菁屬（Sesbania spp）綠肥對酸性土壤有機碳含量的影響[J].熱帶生物學(xué)報，2017，8（3）：324-329.

[10]王慧敏，蔡洪月，何蓉蓉，等.間作芳香地被植物對茶園土壤理化性狀及養(yǎng)分的影響[J].西南林業(yè)大學(xué)學(xué)報，2016，36（5）：71-77.

[11]范林潔，邵學(xué)新，吳周，等.不同地被覆蓋對新圍海涂土壤性質(zhì)的影響[J].華東森林經(jīng)理，2008（1）：24-27，32.

[12]付美云，楊寧，楊滿元，等.衡陽紫色土丘陵坡地不同恢復(fù)階段土壤微生物與養(yǎng)分的耦合關(guān)系[J].生態(tài)環(huán)境學(xué)報，2015，24（1）：41-48.

[13]劉潮，馮玉龍，田耀華.紫莖澤蘭入侵對土壤酶活性和理化因子的影響[J].植物研究，2007，27（6）：729-735.

[14]李正，劉國順，敬海霞，等.綠肥與化肥配施對植煙土壤微生物量及供氮能力的影響[J].草業(yè)學(xué)報，2011，20（6）：126-134.

[15]陸建忠，裘偉，陳家寬，等.入侵種加拿大一枝黃花對土壤特性的影響[J].生物多樣性，2005（4）：347-356.

[16]徐華勤，肖潤林，向佐湘，等.稻草覆蓋、間作三葉草茶園土壤酶活性與養(yǎng)分的關(guān)系[J].生態(tài)學(xué)雜志，2009，28（8）：1537-1543.

[17]雷瑞德，黨坤良，張碩新，等.秦嶺南坡中山地帶華北落葉松人工林對土壤的影響[J].林業(yè)科學(xué)，1997（9）：463-470.