化學(xué)藥劑對(duì)行道樹懸鈴木球果的形態(tài)和生理影響

楊瑞卿，梁 晶，施凱峰，沈青云，趙 昀，石 楊，嚴(yán) 巍

（1上海市綠化管理指導(dǎo)站，上海 200020；2上海城市樹木生態(tài)應(yīng)用工程技術(shù)研究中心，上海 201103；3上海市浦東新區(qū)綠化管理事務(wù)中心，上海 200124；4上海靜安園林綠化發(fā)展有限公司，上海 200042；5上海植物園，上海 200231）

0 引言

懸鈴木(Platanus acerifolia)為懸鈴木科落葉喬木，樹冠廣闊，枝葉茂盛，葉片三角狀，3～5掌狀分裂，邊緣有不規(guī)則尖齒和波狀齒，基部截形或近心臟形，頭狀花序球形，是世界著名的優(yōu)良庭蔭樹和行道樹，有“行道樹之王”之稱。具有生長快，適應(yīng)性強(qiáng)，繁殖容易，枝葉茂盛，耐修剪等優(yōu)點(diǎn)，是中國城市中重要的行道樹及園林綠化樹種[1-2]。但是每年4—6月間，懸鈴木成熟球果脫落時(shí)，樹上飄落大量的果毛，造成環(huán)境污染，還會(huì)引發(fā)呼吸系統(tǒng)疾病，影響人們的身體健康，因此，有必要探討懸鈴木球果果毛的防控[3-4]。利用化學(xué)藥劑在開花期噴灑或注射于懸鈴木上，促進(jìn)花和幼果萎縮、脫落，調(diào)節(jié)和控制球果的脫落，從而達(dá)到減少懸鈴木果毛污染的目的[5]。這個(gè)方法操作簡單，見效快，成本較低，適合推廣應(yīng)用。由于懸鈴木的數(shù)量在上海行道樹總量中所占的比重較大，常規(guī)的控果方式如修剪、物理沖刷等需要消耗大量人力、物力，因此，研究藥劑防控關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用前景十分廣闊[6-7]。降低懸鈴木球果果毛污染程度，將大大改善城市道路的環(huán)境質(zhì)量，符合以人為本，建設(shè)生態(tài)城市的要求，社會(huì)效益顯著。

本研究以上海市靜安區(qū)巨鹿路和浦東新區(qū)黃楊路道路兩旁的行道樹懸鈴木為研究對(duì)象。通過注射或噴灑不同的化學(xué)藥劑，進(jìn)行葉片葉綠素含量，球果含水量、可溶性糖含量及酶活性等生理指標(biāo)的測(cè)定，比較分析研究幾種化學(xué)藥劑對(duì)懸鈴木生理生長的影響，找出效果最明顯的1～2種藥劑，在一定程度上控制懸鈴木的果實(shí)生長發(fā)育，以期為懸鈴木果毛污染的控制提供理論和技術(shù)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

選取上海市靜安區(qū)巨鹿路和浦東新區(qū)黃楊路道路兩旁的行道樹懸鈴木為試驗(yàn)材料。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

為了探討使用化學(xué)藥劑后對(duì)懸鈴木果球果毛的防控效果，分別對(duì)上海市靜安區(qū)巨鹿路和浦東新區(qū)黃楊路的懸鈴木進(jìn)行施藥，分別采用噴灑和注射的方式對(duì)懸鈴木施用ED藥劑、調(diào)呋酸鈉（美國）、杭州控果劑、國光絮必治、飛絮抑制劑和合暢，對(duì)照為不施藥處理，使用方法如表1所示。

表1 試驗(yàn)藥劑及試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3 試驗(yàn)方法

用游標(biāo)卡尺直接量取球果直徑的大小。球果相對(duì)含水量的測(cè)定則將采來的球果直接稱其鮮重Wf，再將其浸入蒸餾水中浸泡24 h，取出吸去表面水分，稱得飽和鮮重Wt，然后將其置于烘箱中烘至恒重，稱得干重Wd，計(jì)算公式如式(1)所示[8]。

采用愈創(chuàng)木酚法測(cè)定過氧化物酶活性(POD)和氮藍(lán)四唑法測(cè)定超氧化物歧化酶(SOD)[9]，采用硫代巴比妥酸加熱顯色法測(cè)定丙二醛含量(MDA)和可溶性糖含量[9]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

每個(gè)處理取3個(gè)重復(fù)，所得數(shù)據(jù)計(jì)算平均值和標(biāo)準(zhǔn)誤，進(jìn)行方差分析，并制作柱形圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 化學(xué)藥劑對(duì)懸鈴木球果大小和含水量的影響

由球果直徑來看，巨鹿路懸鈴木球果直徑在施用不同化學(xué)藥劑后差異顯著（P<0.05，表2）。黃楊路中，施加藥劑處理的懸鈴木球果直徑均高于對(duì)照組，其中施加杭州控果劑處理的懸鈴木球果直徑最大，施加合暢藥劑處理的懸鈴木球果直徑最小，其余處理直徑較為接近。巨鹿路上所有施用化學(xué)藥劑處理的懸鈴木球果中，施加國光絮必治處理的懸鈴木球果直徑最大，其次為施加合暢藥劑處理。最低為ED藥劑處理的植株，具體表現(xiàn)為國光絮必治＞合暢＞飛絮抑制劑＞杭州控果劑＞調(diào)呋酸鈉（美國）＞對(duì)照＞ED藥劑（圖1）。

從球果含水量來看，不同藥劑處理組間差異不顯著（表2）。其中，黃楊路所有施加藥劑處理后的球果相對(duì)含水量均低于對(duì)照組，其中施加杭州控果劑的球果相對(duì)含水量最低。對(duì)巨鹿路進(jìn)行藥劑處理的懸鈴木球果來說，施加ED藥劑的球果相對(duì)含水量最高，施加合暢藥劑處理的球果相對(duì)含水量最低，其余處理的球果相對(duì)含水量較為接近（圖1）。結(jié)果表明經(jīng)藥劑處理后，懸鈴木果實(shí)的生長受到了抑制，球果含水量下降。這與前人的研究結(jié)果類似，經(jīng)脫果劑處理的懸鈴木球果含水量下降，電解質(zhì)外滲增加，致使球果皺縮、干枯而脫落[3,10-11]。

2.2 化學(xué)藥劑對(duì)懸鈴木球果SOD和POD的影響

不同藥劑處理后，懸鈴木球果POD活性差異顯著（P<0.05；表2）。對(duì)黃楊路的懸鈴木球果而言，施加飛絮抑制劑的球果POD活性最高，施加ED藥劑其次，添加調(diào)呋酸鈉（美國）的球果POD活性與對(duì)照較為接近，三者均高于對(duì)照組。其余處理的球果POD活性均低于對(duì)照組。但是對(duì)巨鹿路的懸鈴木來說，化學(xué)藥劑處理后的懸鈴木球果POD活性均顯著高于對(duì)照，其中，施加合暢的球果POD活性最高，依次為：合暢＞ED藥劑＞飛絮抑制劑＞國光絮必治＞調(diào)呋酸鈉（美國）＞杭州控果劑＞對(duì)照（圖2）。POD具有累死IAA氧化酶的性質(zhì)，可以氧化生長素，該酶活性的提高對(duì)植物生長不利[12]。POD活力與生長的負(fù)相關(guān)性已在多種植物上得到證實(shí)[13-14]。本試驗(yàn)中各化學(xué)藥劑處理的懸鈴木果實(shí)POD活性均高于對(duì)照，這與上述的POD活力與生長的負(fù)相關(guān)性相吻合，說明化學(xué)藥劑可以抑制懸鈴木球果的生長。

表2 不同藥劑處理后懸鈴木球果生理指標(biāo)方差分析

對(duì)黃楊路的懸鈴木進(jìn)行施藥處理后，只有添加飛絮抑制劑的球果SOD總活性低于對(duì)照，其余處理均高于對(duì)照，具體為國光絮必治＞合暢＞ED藥劑＞杭州控果劑＞調(diào)呋酸鈉（美國）＞對(duì)照＞飛絮抑制劑。對(duì)巨鹿路的懸鈴木進(jìn)行施藥處理后，所有處理的球果SOD總活性均高于對(duì)照，其中添加調(diào)呋酸鈉（美國）的植株球果SOD總活性最高，添加國光絮必治和合暢的植株球果SOD總活性較為接近（圖2）。植物正常代謝過程和在各種環(huán)境脅迫下均能產(chǎn)生活性氧和自由基，活性氧和自由基的積累引起細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能的破壞，因此，植物需要啟動(dòng)一系列抗氧化酶系統(tǒng)清除這些物質(zhì)[15]。SOD是生物體內(nèi)清除自由基的首要物質(zhì)[16]，作為植物抗氧化物系統(tǒng)的第一道防線，清除細(xì)胞中多余的超氧根陰離子。本試驗(yàn)中POD和SOD活性與對(duì)照相比升高，說明化學(xué)藥劑激發(fā)了懸鈴木球果體內(nèi)保護(hù)酶系統(tǒng)的活性而做出保護(hù)性反應(yīng)，以消除體內(nèi)多余的ROS。

圖2 不同藥劑處理后懸鈴木球果POD活性和SOD總活性

2.3 化學(xué)藥劑對(duì)懸鈴木球果可溶性糖含量和MDA的影響

不同藥劑處理后，黃楊路的懸鈴木球果可溶性糖含量差異顯著（P<0.05；表3）。從圖3可以看出，黃楊路施加合暢和飛絮抑制劑處理后的植株球果可溶性糖含量高于對(duì)照組，其中施加飛絮抑制劑的球果可溶性糖含量最高，而添加了杭州控果劑的懸鈴木球果可溶性糖含量最低，依次為：飛絮抑制劑＞合暢＞對(duì)照＞ED藥劑＞調(diào)呋酸鈉（美國）＞國光絮必治＞杭州控果劑。巨鹿路施加合暢處理的植株球果可溶性糖含量最高，具體表現(xiàn)為合暢＞調(diào)呋酸鈉（美國）＞ED藥劑＞對(duì)照＞飛絮抑制劑＞杭州控果劑＞國光絮必治（圖3）?？扇苄蕴鞘侵饕臐B透調(diào)節(jié)物質(zhì)，有研究發(fā)現(xiàn)樟子苗木根部可溶性糖含量可以用來評(píng)價(jià)苗木活力[17]。本試驗(yàn)中合暢藥劑處理的懸鈴木球果可溶性糖含量高于對(duì)照，可能是因?yàn)榻?jīng)過這種化學(xué)藥劑處理的球果細(xì)胞正常代謝受到影響，糖類物質(zhì)轉(zhuǎn)化受阻，從而導(dǎo)致可溶性糖積累。

表3 不同藥劑處理后懸鈴木球果可溶性糖含量和MDA濃度方差分析

圖3 不同藥劑處理后懸鈴木球果可溶性糖含量和MDA濃度

不同藥劑處理后，黃楊路的懸鈴木球果MDA濃度差異顯著（P<0.05；表3）。從圖4可以看出，黃楊路施加ED藥劑和合暢藥劑處理的植株球果MDA濃度高于對(duì)照組，其中施加合暢藥劑的球果MDA濃度最高，具體表現(xiàn)為合暢＞ED藥劑＞對(duì)照＞國光絮必治＞調(diào)呋酸鈉（美國）＞杭州控果劑＞飛絮抑制劑。巨鹿路施加ED藥劑和合暢藥劑處理的植株球果MDA濃度接近，依次為：合暢＞ED藥劑＞杭州控果劑＞對(duì)照＞調(diào)呋酸鈉（美國）＞國光絮必治＞飛絮抑制劑（圖3）。植物器官衰老往往會(huì)發(fā)生膜脂的過氧化作用，而丙二醛(MDA)是膜脂過氧化的重要產(chǎn)物之一，丙二醛的多少可以代表膜損傷程度的大小[8]。ED藥劑和合暢藥劑處理的植株球果MDA濃度高于對(duì)照，表明這2種化學(xué)藥劑對(duì)膜的損傷程度較大。

3 結(jié)論與討論

植物生長發(fā)育受到化學(xué)物質(zhì)的調(diào)控，本試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)經(jīng)過化學(xué)藥劑處理的懸鈴木球果含水量下降，可溶性糖含量上升，SOD活性和POD活性升高。注射化學(xué)藥劑后，植物借助蒸騰作用隨水分運(yùn)輸?shù)綐涔诟鞑?，參與葉片細(xì)胞的新陳代謝，對(duì)葉片和球果的生理生化進(jìn)行調(diào)控?；瘜W(xué)藥劑使球果水分含量減少，萎縮，脫落。而球果POD活性和SOD活性相較于對(duì)照升高，說明化學(xué)藥劑激發(fā)了懸鈴木球果體內(nèi)保護(hù)酶系統(tǒng)的活性而做出保護(hù)性反應(yīng)，以消除體內(nèi)多余的ROS。另外，經(jīng)過化學(xué)藥劑處理的球果細(xì)胞正常代謝受到影響，糖類物質(zhì)轉(zhuǎn)化受阻，從而導(dǎo)致可溶性糖積累。因此，化學(xué)藥劑處理抑制了懸鈴木球果的生長，球果中果毛的質(zhì)量減少，從而減少了果毛飄絮的污染。在本實(shí)驗(yàn)研究的幾種化學(xué)藥劑中，綜合上述球果生理變化的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，合暢和ED藥劑的效果最好。

本研究應(yīng)用注射化學(xué)藥劑的方法控制懸鈴木球果果毛，該法具有操作簡單、成本低、環(huán)境污染小等特點(diǎn)，而鉆孔注射可以避免葉面噴施造成的環(huán)境污染及大樹難操作的弊端，能夠快速解決現(xiàn)有大中城市的高大成年懸鈴木的果毛污染問題，適合在特定道路情況下的推廣應(yīng)用。但是在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中，需要注意控制好施用的時(shí)期、用量和濃度等因素。