懸鈴散對(duì)不同地區(qū)懸鈴木果球生長(zhǎng)及生理指標(biāo)的影響

劉 進(jìn)，高 峰，張 妍，謝曉峰，丁萬(wàn)文，襲 梅，徐秀倩

(1.淮安市城區(qū)綠化養(yǎng)護(hù)技術(shù)指導(dǎo)站，江蘇 淮安 223000； 2.沂源縣園林管理局，山東 沂源 256100；3.滎陽(yáng)市園林中心綠化養(yǎng)護(hù)管理科，河南 滎陽(yáng) 450100； 4.南京登博生態(tài)科技股份有限公司，江蘇 南京 210042)

懸鈴木[Platanusacerifolia(Ait.)Willd]，為懸鈴木科懸鈴木屬落葉喬木，樹(shù)冠開(kāi)闊茂密，枝條開(kāi)展剛勁，樹(shù)葉呈掌狀形，葉大遮蔭，生長(zhǎng)迅速，適應(yīng)力強(qiáng)，繁殖容易，易成活，耐修剪，對(duì)煙塵及多種有毒氣體抗性很強(qiáng),是常用的行道樹(shù)樹(shù)種之一，目前已成為我國(guó)河南、江蘇、湖北、安徽、陜西、山東等省部分城市綠化的主要樹(shù)種[1-6]。但在每年的 4—6月，懸鈴木果毛給環(huán)境造成嚴(yán)重污染，并會(huì)引發(fā)過(guò)敏性鼻炎、支氣管哮喘，影響人們身體健康[7-8]。

針對(duì)懸鈴木落果飛毛帶來(lái)的問(wèn)題，前人嘗試了多種治理和改良方法，例如，利用人工整形修剪、高接換頭控制懸鈴木果毛，以及剪除花枝，抑制懸鈴木生殖生長(zhǎng)，減少結(jié)果數(shù)量，從而達(dá)到控制飛毛的目的[9-12]。通過(guò)選育或誘變育種途徑，獲得不育或少果懸鈴木，減少懸鈴木果球數(shù)量，從源頭減少飄絮的來(lái)源[13-16]。除此之外，王長(zhǎng)劍等在春季使用20%乙烯利產(chǎn)生了較好的效果，可減少懸鈴木結(jié)果數(shù)量 50%以上，并且抑制懸鈴木球果的生長(zhǎng)，形成小球果，小球果未能形成果毛，從而降低飄絮的污染[17]。陳燕林等在鎮(zhèn)江地區(qū)利用果球生長(zhǎng)抑制劑使懸鈴木果球生長(zhǎng)受抑制，果球數(shù)量減少，減少了果毛飄絮的污染[18]。本研究在前人研究的基礎(chǔ)上，選用懸鈴木果球生長(zhǎng)抑制劑——懸鈴散為試驗(yàn)材料，在淮安、沂源、滎陽(yáng)3個(gè)地區(qū)選取試驗(yàn)路段展開(kāi)試驗(yàn)研究，旨在提高城市行道樹(shù)的道路環(huán)境功能，降低懸鈴木飄絮帶來(lái)的不良影響，保證懸鈴木發(fā)揮正常的生態(tài)綠化功能。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

本試驗(yàn)所用抑制劑懸鈴散由南京登博生態(tài)科技股份有限公司提供，試驗(yàn)時(shí)間歷時(shí)2 a(2018—2019 年)，分別選取江蘇淮安(淮海西路、河南路、承德南路、漕運(yùn)西路4條道路)、山東沂源(勝利街、歷山路、振興路、健康路4條道路)、河南滎陽(yáng)(植物園、惠民路、福民路、康泰路4條道路)的行道樹(shù)懸鈴木為試驗(yàn)對(duì)象，各地區(qū)樣樹(shù)基本情況見(jiàn)表1。

表1 各地區(qū)治理時(shí)道路樣樹(shù)情況統(tǒng)計(jì)

1.2 試驗(yàn)安排

懸鈴散為外部噴灑型植物生長(zhǎng)抑制劑，會(huì)受外界天氣情況的影響，故噴灑作業(yè)選在各地區(qū)無(wú)雨天進(jìn)行，一般選取22:00 以后進(jìn)行，利用大型噴霧車噴灑懸鈴散，在噴灑區(qū)域緩慢前行噴灑懸鈴散，保證樣樹(shù)均勻噴灑，懸鈴散質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%，使用量約為5.5 L/株。每個(gè)地區(qū)各噴灑2次。各地區(qū)噴灑作業(yè)時(shí)天氣情況詳情見(jiàn)表2。

表2 懸鈴散噴灑作業(yè)時(shí)各地區(qū)天氣情況

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 懸鈴木果球采集 噴灑工作結(jié)束后，于2019年2月到各地區(qū)試驗(yàn)道路進(jìn)行果球取樣，每條道路隨機(jī)抽取25個(gè)果球，每個(gè)地區(qū)分別采集100個(gè)，進(jìn)行3次重復(fù)。

1.3.2 果球直徑、含水率及電導(dǎo)率的測(cè)定 懸鈴木果球直徑用數(shù)顯游標(biāo)卡尺測(cè)量，測(cè)量100個(gè)果球直徑，重復(fù)3次。

含水率測(cè)定，選取果球100個(gè)，稱其鮮質(zhì)量并記錄，重復(fù)3次，然后置105 ℃烘箱，8 h后稱干質(zhì)量，計(jì)算果球含水量。含水率=[(鮮質(zhì)量-干質(zhì)量)/鮮質(zhì)量]×100%

參照山東農(nóng)學(xué)院主編實(shí)驗(yàn)方法：取新鮮果球，10個(gè)為1組，3個(gè)重復(fù)，先用蒸餾水洗滌數(shù)次，濾紙吸干后加蒸餾水40 mL，30 ℃恒溫浸提1 h，震蕩搖勻。用電導(dǎo)儀測(cè)電導(dǎo)率C1，再將樣品放在沸水浴上浸提10 min，冷卻，測(cè)電導(dǎo)率C2。相對(duì)電導(dǎo)率=Cl/C2×100%。

1.3.3 果球SOD、POD活性、可溶性蛋白及可溶性糖含量的測(cè)定 果球SOD酶活性按照改進(jìn)的Dhindsa等[19]方法測(cè)定；POD酶活性參照李合生等[20]的方法進(jìn)行測(cè)定；可溶性蛋白含量參照南京林業(yè)大學(xué)《植物生理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)》，采用考馬斯亮藍(lán)染色法[21]進(jìn)行測(cè)定；采用蒽酮比色法對(duì)果球可溶性糖含量[22]進(jìn)行測(cè)定。

1.3.4 果球整體防治效果測(cè)定 噴灑作業(yè)前，于2018-03-15,2018-03-16和2018-03-19分別對(duì)滎陽(yáng)、淮安、沂源試驗(yàn)道路樣樹(shù)進(jìn)行2017年的果球數(shù)量統(tǒng)計(jì)，2019年2月到各地區(qū)試驗(yàn)道路進(jìn)行樣樹(shù)2018年果球數(shù)量統(tǒng)計(jì)，每條道路隨機(jī)選取樣樹(shù)10株，每樣樹(shù)隨機(jī)選取樣枝10個(gè)。

整體防治效果計(jì)算方法：防治效果(%)=[(藥前球果數(shù)-藥后球果數(shù))/藥前球果數(shù)]×100。

1.4 數(shù)據(jù)處理

對(duì)所有數(shù)據(jù)處理均用 Grappad prism7.0 進(jìn)行方差分析并作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 噴灑懸鈴散對(duì)各地區(qū)懸鈴木果球電導(dǎo)率、果球大小和含水率的影響

由表3可知，淮安、沂源和滎陽(yáng)3個(gè)地區(qū)的懸鈴木，2018年經(jīng)過(guò)噴灑懸鈴散后，果球電導(dǎo)率較2018年治理前顯著升高，而含水率和果球大小較2018年治理前顯著減小。治理后，對(duì)3個(gè)地區(qū)懸鈴木果球樣本電導(dǎo)率、大小及含水率的變化幅度比較分析，發(fā)現(xiàn)淮安、沂源和滎陽(yáng)3地區(qū)各指標(biāo)下降幅度略有不同，淮安、沂源和滎陽(yáng)3個(gè)地區(qū)懸鈴木果球電導(dǎo)率分別上升了44.09%，40.81%，54.69%，含水率分別下降了18.27%，12.25%，21.01%,果球大小分別下降了39.88%，34.83%，45.26%(見(jiàn)圖1)，但3個(gè)地區(qū)各指標(biāo)變化幅度間無(wú)明顯差異，說(shuō)明噴灑懸鈴散，對(duì)3個(gè)地區(qū)懸鈴木果球電導(dǎo)率、大小及含水率的作用效果無(wú)明顯差異。

表3 不同地區(qū)懸鈴木果球的電導(dǎo)率、果球大小和含水量

注：同指標(biāo)相同小寫字母表示結(jié)果無(wú)顯著性差異(P>0.05)。圖1 治理后不同地區(qū)懸鈴木果球樣本電導(dǎo)率、大小及含水率的變化幅度

2.2 噴灑懸鈴散對(duì)各地區(qū)懸鈴木果球SOD酶、POD酶活性，可溶性糖及可溶性蛋白含量的影響

由表4可知，沂源和滎陽(yáng)地區(qū)的懸鈴木，經(jīng)過(guò)2018年噴灑懸鈴散后，果球SOD酶活性較2018年治理前顯著升高?；窗病⒁试春蜏铌?yáng)3個(gè)地區(qū)的果球POD酶活性較2018年治理前顯著升高。3個(gè)地區(qū)的果球可溶性糖含量和可溶性蛋白含量顯著下降。從3個(gè)地區(qū)懸鈴木果球樣本SOD酶活性、POD酶活性、可溶性糖及可溶性蛋白含量的變化幅度來(lái)看，滎陽(yáng)地區(qū)懸鈴木果球SOD酶活性上升幅度最明顯，為90.51%；可溶性糖和可溶性蛋白含量下降幅度最為明顯，分別為38.96%，42.71%?；窗驳貐^(qū)懸鈴木果球POD酶活性上升幅度最為明顯，為69.83%。通過(guò)比較分析可得，噴灑懸鈴散對(duì)3個(gè)地區(qū)懸鈴木果球SOD酶活性、POD酶活性及可溶性蛋白含量的影響存在差異，對(duì)3個(gè)地區(qū)懸鈴木果球可溶性糖的影響無(wú)明顯差異(見(jiàn)圖2)。

2.3 噴灑懸鈴散后各地區(qū)懸鈴木果球飄絮整體治理效果

由圖3可以看出，淮安、沂源和滎陽(yáng)地區(qū)的懸鈴木，經(jīng)過(guò)2018年懸鈴散噴灑后其果球數(shù)量明顯下降，其中淮安懸鈴木果球數(shù)量下降幅度為67.85%，3個(gè)地區(qū)中抑制作用最為突出，沂源和滎陽(yáng)的抑制效果也均高于50%，沂源果球數(shù)量下降幅度為57.20%，滎陽(yáng)果球數(shù)量下降幅度為54.63%。懸鈴散在3個(gè)地區(qū)噴灑使用后,其對(duì)懸鈴木飄絮的治理效果均有較為明顯的作用。

表4 不同地區(qū)懸鈴木果球的SOD酶活性、POD酶活性、可溶性糖含量及可溶性蛋白含量

注：同指標(biāo)不同小寫字母表示結(jié)果存在顯著性差異(P<0.05)。圖2 治理后不同地區(qū)懸鈴木果球樣本SOD酶、POD酶、可溶性糖及可溶性蛋白含量的變化幅度

注：不同小寫字母表示顯著性差異(P<0.05)。圖3 不同地區(qū)懸鈴木果球飄絮治理整體防治效果

3 討論

本試驗(yàn)所用的懸鈴散,其本質(zhì)為植物生長(zhǎng)抑制劑，可影響植物繁殖器官的生長(zhǎng)，最終會(huì)表現(xiàn)為植物外部生長(zhǎng)的減弱。研究發(fā)現(xiàn)，淮安、沂源和滎陽(yáng)地區(qū)噴灑懸鈴散后，懸鈴木果球大小顯著降低，懸鈴散對(duì)懸鈴木的果球生長(zhǎng)產(chǎn)生了抑制作用，果球數(shù)量減少和果球變小。當(dāng)植物受到逆境影響時(shí)，細(xì)胞膜遭到破壞，膜透性增大，細(xì)胞內(nèi)的電解質(zhì)外滲，植物電導(dǎo)率增大，植物體內(nèi)含水率會(huì)發(fā)生變化[23-25]。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在淮安、沂源和滎陽(yáng)地區(qū)噴灑懸鈴散后，懸鈴木果球的電導(dǎo)率明顯增加，果球含水率明顯降低。噴灑懸鈴散藥劑后，懸鈴木果球生長(zhǎng)受到抑制，細(xì)胞膜透性增加，細(xì)胞穩(wěn)定性降低。且因地區(qū)地理環(huán)境的差異，其作用效果略有不同。

目前的研究表明，植物面對(duì)逆境脅迫時(shí)會(huì)通過(guò)提高植物抗氧化酶活性，來(lái)誘導(dǎo) ROS 清除系統(tǒng)相關(guān)基因的表達(dá)，降低ROS 積累引起的植物傷害[26-27]，SOD 酶和POD 酶的活性會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的變化[28-29]，脅迫嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致植物細(xì)胞代謝紊亂，從而破壞植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)，降低植物細(xì)胞基本功能[30]。本研究發(fā)現(xiàn)，噴灑懸鈴散后，淮安、沂源和滎陽(yáng)地區(qū)懸鈴木果球POD 酶和SOD 酶活性較2018年治理前明顯升高，說(shuō)明噴施懸鈴散對(duì)懸鈴木果球的生長(zhǎng)起到脅迫作用，激發(fā)了懸鈴木果球體內(nèi)保護(hù)酶系統(tǒng)的活性以做出保護(hù)性反應(yīng)，消除果球內(nèi)多余的ROS。懸鈴散在淮安、沂源和滎陽(yáng)3個(gè)地區(qū)的作用效果基本相同。

逆境條件下可溶性糖、可溶性蛋白含量可為植物提供能源物質(zhì)，維持一定的滲透壓[31-32]，保證植物的正常生長(zhǎng)。在噴施懸鈴散后發(fā)現(xiàn)，淮安、沂源和滎陽(yáng)地區(qū)試驗(yàn)路段的懸鈴木果球可溶性糖、可溶性蛋白含量顯著下降。噴施懸鈴散顯著降低懸鈴木果球的營(yíng)養(yǎng)積累，導(dǎo)致果球能源物質(zhì)儲(chǔ)備量減少，從而抑制懸鈴木果球的生長(zhǎng)，降低了果球飄絮帶來(lái)的環(huán)境污染。

從整體防治效果來(lái)看，噴施懸鈴散，使淮安、沂源和滎陽(yáng)地區(qū)的懸鈴木果球含水率下降，電導(dǎo)率增加，導(dǎo)致果球生長(zhǎng)受到抑制，同時(shí)果球本身營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)積累減少，導(dǎo)致果球數(shù)量顯著減少，從而減少懸鈴木果毛數(shù)量，達(dá)到減弱懸鈴木果毛飄絮的污染目的，由于地理位置及氣候特點(diǎn)的差異，懸鈴散在這些地區(qū)的使用效果略微不同，其中綜合效果最為明顯的為滎陽(yáng)，沂源次之。