安常偉 齊楠

(西安市園林研究所，陜西 西安 710068)

引言

懸鈴木作為西安市城市綠化建設(shè)的骨干樹種，因其樹型雄偉、冠大蔭濃、樹干通直、生長(zhǎng)迅速、耐修剪、易繁殖，能適應(yīng)城市環(huán)境和各種土壤條件，具有較強(qiáng)的抗空氣污染，抗光化學(xué)煙霧和有害氣體(如二氧化硫、氯氣等)及良好的滯塵減噪、凈化空氣的能力等諸多優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用。享有“行道樹之王”的美譽(yù)。

但隨著西安市城市化進(jìn)程的不斷加快，人口的密集，成年的懸鈴木每年9—10月球果慢慢成熟，當(dāng)年不會(huì)產(chǎn)生飛絮，第2年春夏交替季節(jié)球果開始炸裂，黃褐色的果毛開始隨風(fēng)飄散，不僅污染了城市生態(tài)環(huán)境，而且危及城市公共安全、交通安全和市民身體健康。主要表現(xiàn)：對(duì)人們身體健康造成危害，雖然果毛飛絮本身無毒，但因質(zhì)地輕盈，常隨風(fēng)“姍姍起舞”，易飛入人的眼睛和鼻孔，使人產(chǎn)生不適，如打噴嚏、干咳、眼紅、流淚等，尤其是對(duì)易感體質(zhì)人群容易引發(fā)皮膚過敏，出現(xiàn)紅腫、瘙癢等癥狀，嚴(yán)重時(shí)可誘發(fā)哮喘、支氣管炎等呼吸道疾?。粚?duì)交通產(chǎn)生安全隱患，果毛飛絮經(jīng)常遮擋行人、車輛出行視線，影響交通安全，易堵塞汽車水箱散熱片，使汽車易開鍋熄火；干擾生產(chǎn)、科研活動(dòng)，會(huì)影響一些高精密度儀器測(cè)量的準(zhǔn)確性；果毛飛絮屬于易燃物質(zhì)，遇到煙頭等明火易燃燒，可導(dǎo)致火險(xiǎn)發(fā)生；對(duì)公共環(huán)境衛(wèi)生造成負(fù)擔(dān)，果毛飛絮產(chǎn)生大量垃圾，使環(huán)衛(wèi)工人的工作量驟增，也增加了城市衛(wèi)生環(huán)境的維護(hù)成本。

近幾年，西安市不斷有媒體報(bào)道由懸鈴木果毛飛絮引發(fā)的一系列問題，市民因?yàn)楣w絮的問題不斷進(jìn)行綠化投訴，而且對(duì)西安市城市生態(tài)環(huán)境建設(shè)帶來一定的負(fù)面影響。要求盡快治理懸鈴木飛絮的呼聲越來越高。為科學(xué)保護(hù)城市綠化骨干樹種，使其繼續(xù)發(fā)揮生態(tài)效益的同時(shí)，鞏固現(xiàn)有的綠化成果，維護(hù)地區(qū)生物多樣性。因此，研究懸鈴木飛絮控制技術(shù)顯得尤為重要，本文旨在通過利用懸鈴木生物抑制劑——懸鈴散進(jìn)行控制技術(shù)的研究試驗(yàn)，并對(duì)防治中的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了研究。

1 研究背景及概念闡述

1.1 西安市分布狀況

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2015年西安市的懸鈴木(法桐)總數(shù)量已達(dá)35萬棵左右，分布在西安市的大街小巷，遍及西安市的道路、公園、院校、廠礦企業(yè)、家屬院等，其中道路主要分布在未央路、長(zhǎng)安路、蓮湖路、友誼路、北二環(huán)、唐延路等主要路段，現(xiàn)在這些路段的法桐樹齡都比較大，大多數(shù)處于青壯年期。

1.2 球果飛絮的生理分析

懸鈴木(Platanus acerifolia(Ait.)Willd)系懸鈴木科(Platanaceae)懸鈴木屬(Platanus)植物，屬落葉闊葉喬木，是懸鈴木科懸鈴木屬約7種植物的通稱。中國(guó)引入栽培的有3種，分別為一球懸鈴木，又稱美國(guó)懸鈴木(Platanus occidentalis)；三球懸鈴木，又稱法國(guó)懸鈴木(Platanus orientalis)；二球懸鈴木，也稱英國(guó)懸鈴木(Platanus ×acerifolia)，為一球懸鈴木與三球懸鈴木在英國(guó)雜交所得。西安市的懸鈴木品種以三球懸鈴木和二球懸鈴木居多。

懸鈴木球果飛絮實(shí)際上是植物生理過程中的一個(gè)的重要環(huán)節(jié)，借助風(fēng)力來進(jìn)行種子傳播，繁殖后代的一種方式。懸鈴木的果實(shí)為聚合果，每年春季開花長(zhǎng)出新葉再到長(zhǎng)出幼果，直到9—10月球果才會(huì)慢慢成熟，但此時(shí)其并不會(huì)產(chǎn)生絮毛，直到第2年春季時(shí)，這些球果炸裂，黃褐色的絮毛隨風(fēng)飄散，形成的污染主要指的是果毛絮。這個(gè)過程一直會(huì)持續(xù)到夏季，每年溫度不同、風(fēng)力大小等的不同，持續(xù)時(shí)間也會(huì)不同。據(jù)統(tǒng)計(jì)，一株樹齡10a、胸徑10cm的未修剪的二球懸鈴木，每年可結(jié)出200～400個(gè)球果，而每個(gè)球果均可產(chǎn)生200～500萬根左右的飛毛。飛毛放到電鏡下放大成不同倍率觀察，據(jù)測(cè)量，果毛中部的直徑大概是33μm左右，而人類毛孔大小的直徑大約是50μm。此外，在果毛脫落的同時(shí)，新生的雄花序也要散落大量的花粉。懸鈴木這種季節(jié)性的果毛和花粉污染已成為一大公害，亟待解決。

2 國(guó)內(nèi)外治理方式研究進(jìn)展

懸鈴木飄絮問題是一個(gè)國(guó)際性的難題，國(guó)內(nèi)外的園林專家與其已斗爭(zhēng)了幾十年。從20世紀(jì)80年代起，為使懸鈴木不結(jié)果或少結(jié)果，所采取的措施主要有改進(jìn)修剪技術(shù)、化學(xué)藥劑處理、基因工程等。

2.1 改進(jìn)修剪技術(shù)

在改進(jìn)修剪技術(shù)方面，有許多學(xué)者做了探索性的工作，提出了摸頭重剪法、空心圓頭形等方法以達(dá)到減少花果的目的。運(yùn)用修剪控果，能有效控制懸鈴木的結(jié)果量，不需要引進(jìn)良種，在原有品種基礎(chǔ)上即可實(shí)施，但是剪枝工作十分繁重，同時(shí)還需要配合定期的管理，工作量大，且每年都要不斷地重復(fù)操作，不能徹底解決問題，也沒有了遮蔭的效果。

2.2 化學(xué)藥劑處理

2.2.1 藥劑噴灑

20世紀(jì)80年代，有園林單位曾嘗試用“乙烯利”生長(zhǎng)激素，希望其能在懸鈴木果球成熟時(shí)，將果球直接催熟落地，后因?qū)嵤┬Ч煌怀龆艞?。此方法的?yōu)點(diǎn)是體外噴灑對(duì)植株本身無傷害，但乙烯具有揮發(fā)性，持續(xù)效力短暫，實(shí)際的實(shí)施效果不突出。

2.2.2 藥劑注射

在藥劑注射方面，也有許多學(xué)者做了研究工作。但藥劑注射一般選擇在樹干上，打1個(gè)直徑為5mm左右的洞，每年樹干上都要有1個(gè)洞，長(zhǎng)此以往，這些“傷口”對(duì)大樹的健康所產(chǎn)生的影響還無法得出結(jié)論。另外，每株懸鈴木的規(guī)格、抗性、冠幅都不一樣，使用劑量標(biāo)準(zhǔn)也還需繼續(xù)探索。

2.3 基因工程

近年來，很多專家致力于懸鈴木“絕育術(shù)”研究。南京大學(xué)生科院鹽生植物實(shí)驗(yàn)室的科研人員提出利用植物轉(zhuǎn)基因工程技術(shù)，改良遺傳基因。此技術(shù)在理論上沒有問題，但研究轉(zhuǎn)基因植物的性狀是否穩(wěn)定，并從大批試驗(yàn)植株中篩選出攜帶最穩(wěn)定的不育基因植株，工程量復(fù)雜。另外，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)的教授專家也在轉(zhuǎn)基因方面進(jìn)行了多年研究，經(jīng)過對(duì)轉(zhuǎn)基因植株進(jìn)行離體繁殖、移栽下地和相應(yīng)的性狀觀察分析，已經(jīng)培育出不接果實(shí)的無毛懸鈴木，但適合新建城市綠地及逐步更換已經(jīng)老化的懸鈴木的應(yīng)用，解決不了正處于青壯年時(shí)期的懸鈴木。

2.4 嫁接

嫁接就是將培育后的無果品種的枝條嫁接上去。但這種方法只適合樹齡小的懸鈴木，且無法根除飄絮問題。但大多城市的懸鈴木均已是大樹，嫁接換枝，需先把樹枝砍光，嫁接少果或無果的小枝條，在老樹上不易成功，還存在由于嫁接不牢固，在大風(fēng)惡劣天氣斷枝砸傷行人和汽車的風(fēng)險(xiǎn)。此外，勞動(dòng)量大、周期長(zhǎng)，有相當(dāng)長(zhǎng)的空檔期，市民也難以接受。

2.5 高壓水槍沖刷法

各大城市都曾嘗試用高壓水槍沖掉樹上球果中的果絮，但很多果毛無法一次被沖落地面，水分揮發(fā)后繼續(xù)飄飛。

2.6 化學(xué)抑制劑使用

目前，國(guó)內(nèi)一些城市嘗試在懸鈴木花芽分化前開始使用花芽抑制劑抑制花序分化，達(dá)到減少懸鈴木飛毛的目的。

3 西安市懸鈴木控制試驗(yàn)

在西安市城市綠化養(yǎng)護(hù)精細(xì)化管理中，常規(guī)的方法如修剪、嫁接、水槍沖刷等耗費(fèi)了大量的人力物力，依然無法解決懸鈴木飄絮的問題，下面就西安市園林研究所懸鈴木技術(shù)團(tuán)隊(duì)在上級(jí)主管部門的全力支持下，選用化學(xué)花芽抑制劑抑制花芽分化的方法進(jìn)行試驗(yàn)，此項(xiàng)目1期試驗(yàn)為2015年3月—2018年12月，現(xiàn)將試驗(yàn)總結(jié)如下。

3.1 材料與方法

3.1.1 試驗(yàn)時(shí)間、地點(diǎn)

3.1.1.1 懸鈴散試驗(yàn)應(yīng)用研究

地點(diǎn)：未央?yún)^(qū)北稍門—龍首南路(東)；未央?yún)^(qū)龍首南路—盛龍廣場(chǎng)；蓮湖區(qū)蓮湖路；時(shí)間：2015年3月20日，2015年3月25日，2016年3月11日。

3.1.1.2 藥劑安全性研究

地點(diǎn)：未央路，時(shí)間為2015年4月20日；蓮湖路，時(shí)間為2016年4月5日。

3.1.2 試驗(yàn)材料

3.1.2.1 植物材料

懸鈴木(Platanus acerifolia(Ait.)Willd)，胸徑20～40cm，共計(jì)184株，高度7～35m。

3.1.2.2 儀器設(shè)備

配套設(shè)備：CITIZEN DL67-K500噴霧機(jī)。

3.1.2.3 試驗(yàn)藥劑

懸鈴散。

3.1.3 試驗(yàn)方法

3.1.3.1 噴灑藥劑

在遵循環(huán)保原則的前提下，在每年花芽分化前選擇晴天無風(fēng)或微風(fēng)的環(huán)境用高炮霧灑法對(duì)樹木垂直噴霧，進(jìn)行全方位噴灑，確保均勻噴灑在樹冠全身。

懸鈴木胸徑與藥劑用量關(guān)系(根據(jù)樹木長(zhǎng)勢(shì)、果球數(shù)量多少及大小、天氣等適時(shí)調(diào)整注藥量及注藥時(shí)間)詳見表1。

表1 懸鈴木胸徑與藥劑用量關(guān)系

3.1.3.2 調(diào)查方法

于西安市試驗(yàn)當(dāng)年藥劑噴灑前，對(duì)準(zhǔn)備進(jìn)行噴灑試驗(yàn)道路的懸鈴木樣樹進(jìn)行摸底統(tǒng)計(jì)，包括編號(hào)、道路名稱、栽植年限、規(guī)格、高度、分枝點(diǎn)、冠幅、數(shù)量、樹木生長(zhǎng)情況、果球情況統(tǒng)計(jì)、集中飄絮時(shí)間、危害程度、是否嫁接、是否截頭、周邊環(huán)境描述等。調(diào)查統(tǒng)計(jì)表詳見表2、表3。

表2 2015年3月20日西安未央?yún)^(qū)北稍門—龍首南路(東)懸鈴木果球情況調(diào)查表

表3 2015年3月25日西安未央?yún)^(qū)龍首南路—盛龍廣場(chǎng)懸鈴木果球情況調(diào)查表

藥劑噴灑后，采用打分評(píng)級(jí)法與取樣調(diào)查法相結(jié)合。打分評(píng)級(jí)法調(diào)查對(duì)象是每棵懸鈴木，逐個(gè)打分；取樣調(diào)查法根據(jù)調(diào)查道路上懸鈴木的數(shù)量，按照每隔7棵樹調(diào)查1棵，抽樣樹要具有代表性，并調(diào)查這棵樹上所有的果球數(shù)量以及受藥后果球的大小等。

打分評(píng)級(jí)法分3級(jí)，由低到高表示懸鈴散處理懸鈴木果球的效果，分值越低表示效果越差，反之越好。具體評(píng)級(jí)：3級(jí)，目測(cè)全樹幾乎沒有大果，且小果稀疏；2級(jí)，目測(cè)全樹大、中果數(shù)量不超過50%，且果球表觀不密集；1級(jí)，目測(cè)全樹大、中果數(shù)量超過50%，但小于80%，且中果球表觀密集；0級(jí)，目測(cè)全樹大果為主(80%)，且果球表觀密集。

抽樣調(diào)查法對(duì)調(diào)查懸鈴木的果球逐個(gè)數(shù)數(shù)，并分小果、中果、大果3個(gè)級(jí)別歸類調(diào)查數(shù)量，小果是正常果球直徑的1/3～1/4(1.5cm及以下)；中果是正常果球直徑的2/3～1/2(2cm)；大果是正常果球直徑的4/5～3/4(3cm)。

藥劑安全性采用肉眼觀察。

3.2 結(jié)果與分析

3.2.1 物候觀察——統(tǒng)計(jì)飛毛飛絮時(shí)間段

自2015年3月開始，技術(shù)人員在試驗(yàn)道路上利用抽樣調(diào)查及對(duì)比觀測(cè)法，根據(jù)物候期統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明：果毛飄絮的起止時(shí)間為4月底—6月底，有時(shí)會(huì)持續(xù)到7月，甚至8月，果毛飛絮的飄散除受本身生物學(xué)特性影響外，還與氣溫變化、降雨量、風(fēng)速、濕度、地面溫度等條件密切關(guān)系。溫度越高，空氣越干燥，風(fēng)速越大，飛毛飛絮飄散的速度越快。

3.2.2 噴灑抑制劑——觀察分析花芽生理分化和形態(tài)分化切片

3.2.2.1 肉眼觀測(cè)果球?qū)Ρ?/p>

為有效控制懸鈴木果毛飛絮，利用抑制劑在西安市進(jìn)行噴灑試驗(yàn)，通過2015年、2016年對(duì)未央路、蓮湖路道路試驗(yàn)后，于2016年7月采集果球進(jìn)行肉眼觀測(cè)，2017年、2018年同一棵試驗(yàn)樹未噴灑通過持續(xù)對(duì)比，發(fā)現(xiàn)噴灑藥劑部分果球明顯縮小，還有部分未有明顯變化；2017年、2018年未持續(xù)噴灑藥劑的懸鈴木跟之前從未進(jìn)行試驗(yàn)的樹做對(duì)比，果球沒有明顯變化。具體見圖2、3。

3.2.2.2 生理指標(biāo)法測(cè)定法

取樣測(cè)定生理指標(biāo)。在2016年治理道路中選擇懸鈴木樹高30m以下(胸徑在40cm)、10m以上(胸徑在20cm)的道路共1條，選擇處理4～5株，并對(duì)每株懸鈴木進(jìn)行編號(hào)，每株采用高架車至高處采集至少20個(gè)果球,見圖4，果球采集完成后收于自封袋中，自封袋根據(jù)采集樹木的道路位置編號(hào)并立即放入冰盒保存。當(dāng)天采集結(jié)束后立即測(cè)量果球大小和果球含水量，剩余果球進(jìn)行初步處理后放置冰箱保存，所有道路采集結(jié)束后集中進(jìn)行其他生理指標(biāo)的測(cè)定見圖5，具體的采樣道路見表4。

表4 生理指標(biāo)測(cè)定果球采樣道路

試驗(yàn)結(jié)果。項(xiàng)目實(shí)施治理后，技術(shù)人員在7月對(duì)抽樣道路進(jìn)行果球采樣，測(cè)定治理工作對(duì)果球直徑大小、果球重量、SOD、POD活性的影響；目前的7月采集果球的部分試驗(yàn)結(jié)果如圖6所示。

圖6表明，與CK對(duì)比，綜合治理后的部分懸鈴木幼果的直徑大小和重量明顯降低，同時(shí)果球由于應(yīng)激反應(yīng)，植物的POD、SOD值顯著上升。

電鏡下對(duì)比照片見圖7，由圖7可以看出，部分經(jīng)過處理的法桐果球(聚合果)種子的果毛明顯縮短變粗，沒有經(jīng)過處理的自然生長(zhǎng)的果球的種子的果毛相比較長(zhǎng)，經(jīng)過處理的縮短的果毛不容易到處飛,對(duì)人的影響相對(duì)較小。

4 結(jié)論與思考

4.1 成花決定時(shí)間

目前有關(guān)成花的決定時(shí)間的研究多通過切片法進(jìn)行。如連翹(Forsythia suspersa)[1]、毛白楊(P.tomentosa)[2]等，由于切片法觀察成花決定時(shí)間常通過芽的形態(tài)來判斷，一般成花決定前芽的生長(zhǎng)錐長(zhǎng)，小而窄，成花決定后芽的生長(zhǎng)點(diǎn)逐漸變寬而后增大，但花芽在成花決定前后頂端生長(zhǎng)錐的體積增大不明顯[3],因此很難精確確定植物的成花決定時(shí)間。本文通過不同地點(diǎn)、不同時(shí)間噴灑懸鈴散后，以及試驗(yàn)的同一棵樹連續(xù)2a噴灑藥劑，后連續(xù)2a不噴灑藥劑的對(duì)比試驗(yàn)，技術(shù)人員通過物候觀測(cè)等方法，基本確定懸鈴木飄絮的時(shí)間為4月底—6月底，有時(shí)可能會(huì)持續(xù)到7月，甚至8月，果毛飛絮的飄散除了受本身的生物學(xué)特性影響以外，還與氣溫變化、降雨量、風(fēng)速、濕度、地面溫度等條件密切關(guān)系。另外，通過觀察發(fā)現(xiàn)，利用化學(xué)藥劑防治的方法只對(duì)當(dāng)年果球產(chǎn)生影響。

4.2 思考

經(jīng)過4a1期對(duì)比試驗(yàn)后，項(xiàng)目試驗(yàn)效果不盡如人意，本文中未提及整體防效率，因?yàn)樵趯?duì)比試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，有的樣樹果球明顯變小，不易炸裂，防治率可達(dá)60%以上，有的樣樹整體防治率甚至不足40%，同一棵抽樣樹向陽(yáng)的一邊與背陰的一邊，靠近人行道的一邊與主干道的一邊也形成了鮮明的對(duì)比。同一枝條東、西、南、北4個(gè)方向防治率也不盡相同。

出現(xiàn)此結(jié)果可能的原因：統(tǒng)計(jì)結(jié)果不盡詳盡，未能對(duì)樣樹東南西北4個(gè)方位的果球大小及數(shù)量進(jìn)行詳盡的統(tǒng)計(jì)；2次藥劑噴灑時(shí)間較晚，部分懸鈴木花芽已經(jīng)分化，有的懸鈴木樹木花芽分化的比例占整體的1/2；樣樹施藥不均勻，未能全冠施藥；西安市水質(zhì)偏堿性，對(duì)藥劑溶解有一定的影響；試驗(yàn)周期較短，有不穩(wěn)定因素。

懸鈴木飛絮控制工作是一項(xiàng)關(guān)乎民生，且長(zhǎng)期而艱巨的任務(wù)，當(dāng)前藥劑防控仍處于不斷試驗(yàn)階段，由于果球生長(zhǎng)周期長(zhǎng)，樹木個(gè)體情況差異大，藥理反應(yīng)需要長(zhǎng)期觀察才能得出結(jié)論。面對(duì)研究藥劑試驗(yàn)難度大、周期長(zhǎng)、前期資料少的現(xiàn)狀，對(duì)科研人員的專業(yè)素質(zhì)提出了更高的要求，不僅要認(rèn)真做好日常檢測(cè)，密切關(guān)注結(jié)果率和植株生長(zhǎng)情況，還要認(rèn)真保存和收集試驗(yàn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和樣本，確保試驗(yàn)數(shù)據(jù)、試驗(yàn)結(jié)果更客觀，更具說服力。