植物生长抑制剂对悬铃木果球生理生化特性的影响

陈燕林，曹玉婷，汤德明，丁万文，魏子涵

（1.镇江市城市绿化工程养护处，江苏 镇江 212003；2.南京登博生态科技股份有限公司，南京 210014）

镇江市位于长江三角洲的西部，经济发展速度快，但地理环境比较复杂，境内有丘陵、山区、湖泊等，是气候变化的敏感地区。镇江市年平均气温为15.4℃，春季、秋季降水量较少，夏季、冬季较多；全年光照时间约为2 051.7 h；属于季风性气候，冬季空气含水量较低，相对湿度只有70%左右[1]。因受地形、气候、成土母质和人为耕作影响，全市土壤类型的质量差异明显。丘陵地区土壤质地比较黏重，通透性差，酸性至微酸性，肥力较低。

城市行道树树种必须具有遮阴能力强、喜光、耐寒、耐热、耐土壤瘠薄等特点，由于土壤、气候及历史文化等原因，镇江市多选择悬铃木作为行道树。悬铃木，是悬铃木科悬铃木属高大乔木，我国引种3种，即一球悬铃木（又称美国梧桐）、三球悬铃木（又称法国梧桐）和二球悬铃木（又称英国梧桐）[2]。镇江市的悬铃木为二球悬铃木，其具有易成活、生长快，适应性强等优点。但悬铃木在4～6月份果毛飘絮，严重影响环境质量，影响人的身体健康，成为一大城市公害。

现在，治理悬铃木果球的果毛问题已有不少报道，有选育无果品系[3]、树冠嫁接[4]、修剪控果[5]及化学药剂处理[6]等等。本文采用一种新的悬铃木果球生长抑制剂进行研究，旨在提高城市行道树的道路环境功能，提升行道树绿化对人体健康的质量，不仅对镇江市而且对其他城市也具有广泛的推广应用价值。

1 材料与方法

1.1 试验材料

研究所用的悬铃木果球生长抑制剂采购于南京登博生态科技股份有限公司，其产品名为“悬铃散”。研究历时两年（2016年和2017年），分别选取东吴路、和平路、梦溪路和解放路（以下简称“4条道路”）上的二球悬铃木为研究材料。

1.2 试验安排

由于“悬铃散”是喷洒型药剂，考虑到雨水天气影响，因此选择无雨天进行喷洒。2016年3月16日、3月20日，2017年3月16日、3月25日，利用大型喷雾车喷洒“悬铃散”药剂。

表1 喷洒天气情况

1.3 试验方法

1.3.1 果毛产量的统计

在果毛飘落初期，将开口面积为0.125 m2的网袋容器悬挂于悬铃木枝条上（收集袋悬挂前进行编号并称重），每条试验道路与对照道路悬挂收集容器48个，总计面积6 m2。果毛飘落期结束后，将收集袋内果毛进行称重。

1.3.2 生理指标测定

电导率和含水率的测定方法参考文献[7-8]；超氧化物歧化酶（SOD）活性测定，采用抑制NBT光化还原方法；过氧化物酶（POD）活性测定，采用愈创木酚法。上述指标测定均参照赵世杰法[9]。

1.4 数据分析

试验3次重复，所得数据计算平均值和标准误，采用SPSS17.0软件进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 喷洒生长抑制剂对悬铃木果球数量和大小影响

4条道路的悬铃木，经过2016年和2017年“悬铃散”药剂喷洒后，其果球的数量减少，果球的直径有减小的趋势，且果球数量及直径均随着喷洒药剂的次数的增加而减小。果球数量在药剂喷洒后，较2016年治理前呈现显著的减少（见图1）。

由图1可知，4条道路的悬铃木在2017年治理后的果球数量，分别较2016年治理前显著减少67.86%、56.87%、58.99%和 64.21%（P＜0.05）。果球直径同样在药剂喷洒后，随着喷洒次数的增加，较2016年治理前显著减小（P＜0.05）；2017年喷洒后的4条道路，果球的直径分别较2016年治理前减小51.79%、58.62%、63.24%和60.71%。

图1 喷洒生长抑制剂对悬铃木果球数量和大小的影响

2.2 喷洒生长抑制剂对悬铃木果毛产量的影响

由图2可知，4条道路的悬铃木，经过2016年和2017年“悬铃散”药剂喷洒后，呈现果毛产量减小的趋势，且果毛产量随着喷洒药剂的次数的增加而显著减少。2016年治理前4条道路的果毛产量分别为50.0、75.5、71.5 和 82.5 g，2016 年治理后，果毛产量分别显著减少45.00%、47.68%、42.66%和42.27%；2017年治理后，相较于2016年治理前，果毛产量分别显著减少62.00%、68.87%、55.94%和66.67%（P＜0.05）。

图2 喷洒生长抑制剂对悬铃木果毛产量的影响

2.3 喷洒生长抑制剂对悬铃木果球电导率和含水率的影响

由图3可知，4条道路的悬铃木，经过2016年和2017年“悬铃散”药剂喷洒后，果球电导率呈现较2016年治理前显著升高，而含水率较2016年治理前显著减小（P＜0.05）。电导率在2016年喷洒药剂后分别较2016年治理前显著上升33.14%、46.30%、63.07%和37.22%；2017年喷洒药剂后分别较2016年治理前显著上升 44.48%、43.58%、69.59%和34.71%（P＜0.05）。4条道路的悬铃木果球含水率，随着药剂喷洒次数的增加而显著减小（P＜0.05）。4条道路在2017年喷洒药剂后，悬铃木果球的含水率较2016年治理前分别显著减小37.58%、16.81%、33.20%和 25.59%（P＜0.05）。

图3 喷洒生长抑制剂对悬铃木果球电导率和含水率的影响

2.4 喷洒生长抑制剂对悬铃木果球SOD和POD的影响

由图4可知，4条道路的悬铃木，经过2016年和2017年“悬铃散”药剂喷洒后，果球SOD和POD活性呈现较2016年治理前显著升高（P＜0.05）。4条道路SOD活性随着喷洒次数的增加而增加。2017年4条道路悬铃木果球的SOD活性是2016年治理前的1.43倍、1.18倍、2.13倍和1.26倍。4条道路的果球POD活性随着喷洒次数的增加而增加。2016年治理后较2016年治理前，4条道路的悬铃木果球POD活性分别显著升高44.42%、71.68%、55.26%和35.98%（P＜0.05），2017年喷洒药剂后较2016年治理前，果球POD活性分别增加42.75%、52.65%、61.20%和53.48%。

3 讨论

图4 喷洒生长抑制剂对悬铃木果球SOD和POD的影响

植物生长受到抑制，最终都会表现为外部生长的减弱。本研究中，在喷洒过“悬铃散”药剂后，4条道路的悬铃木果球数量和直径较2016年治理前呈现减小的趋势，且随着喷洒次数的增加显著减小。2016年初次喷洒后，果球数量均减少30.00%以上，2017年喷洒后减少了55.00%以上。同样，果球直径在2017年治理后，相较于2016年治理前显著减小50.00%以上。可以看出，“悬铃散”药剂对悬铃木果球生长产生了抑制作用，减少了果球数量和果球直径。

悬铃木生长需要抑制的最根本的目的是减少果球中果毛的含量，减少飞絮造成的污染。本研究中，4条道路的悬铃木果球，在2016年和2017年喷洒过“悬铃散”药剂后，较2016年治理前的果毛量显著减少，且2017年喷洒后，4条道路的果毛产量均下降了55.00%以上。因此，“悬铃散”药剂减少了果毛产量。

植物在受到生长抑制后，会触发其内部的生理生化反应。本研究中，4条道路的悬铃木经过2016年和2017年“悬铃散”药剂喷洒后，果球电导率呈现较2016年治理前显著升高，而含水率较2016年治理前显著减小，且含水率随着喷洒次数的增加而减少。可以说明，“悬铃散”药剂处理后的果球含水率降低，电导率增加，果球细胞膜透性增加，细胞稳定性降低。

植物在受到胁迫伤害或衰老时，SOD和POD的活性会产生相应的变化，但胁迫严重时，植物细胞内部的活性氧（ROS）代谢平衡仍然会失调，导致代谢紊乱，从而使细胞结构和功能受到伤害。SOD是生物体内清除自由基的首要物质[10]。POD与植物的呼吸作用、光合作用及生长素的氧化等都有密切的关系，广泛存在于植物体中，是活性较高的一种酶。POD酶活性的提高常常是植物受到胁迫伤害的反映。POD活力与生长的负相关性已在多种植物上得到证实[11]。有研究表明，植物SOD和POD活性随水分胁迫的加强或者时间的延长，呈现为连续上升或先上升后下降的变化趋势[12]。本研究中，喷洒过“悬铃散”后，4条道路的果球POD和SOD活性较2016年治理前显著上升，说明“悬铃散”激发了悬铃木果球体内保护酶系统的活性而做出保护性反应，以消除体内多余的ROS。

综上所述，“悬铃散”药剂的喷洒，使得镇江市4条道路的悬铃木果球的生长受到抑制，果球中果毛的质量减少，从而减少了果毛飘絮的污染。