化学药剂对行道树悬铃木球果的形态和生理影响

杨瑞卿，梁 晶，施凯峰，沈青云，赵 昀，石 杨，严 巍

（1上海市绿化管理指导站，上海 200020；2上海城市树木生态应用工程技术研究中心，上海 201103；3上海市浦东新区绿化管理事务中心，上海 200124；4上海静安园林绿化发展有限公司，上海 200042；5上海植物园，上海 200231）

0 引言

悬铃木(Platanus acerifolia)为悬铃木科落叶乔木，树冠广阔，枝叶茂盛，叶片三角状，3～5掌状分裂，边缘有不规则尖齿和波状齿，基部截形或近心脏形，头状花序球形，是世界著名的优良庭荫树和行道树，有“行道树之王”之称。具有生长快，适应性强，繁殖容易，枝叶茂盛，耐修剪等优点，是中国城市中重要的行道树及园林绿化树种[1-2]。但是每年4—6月间，悬铃木成熟球果脱落时，树上飘落大量的果毛，造成环境污染，还会引发呼吸系统疾病，影响人们的身体健康，因此，有必要探讨悬铃木球果果毛的防控[3-4]。利用化学药剂在开花期喷洒或注射于悬铃木上，促进花和幼果萎缩、脱落，调节和控制球果的脱落，从而达到减少悬铃木果毛污染的目的[5]。这个方法操作简单，见效快，成本较低，适合推广应用。由于悬铃木的数量在上海行道树总量中所占的比重较大，常规的控果方式如修剪、物理冲刷等需要消耗大量人力、物力，因此，研究药剂防控关键技术应用前景十分广阔[6-7]。降低悬铃木球果果毛污染程度，将大大改善城市道路的环境质量，符合以人为本，建设生态城市的要求，社会效益显著。

本研究以上海市静安区巨鹿路和浦东新区黄杨路道路两旁的行道树悬铃木为研究对象。通过注射或喷洒不同的化学药剂，进行叶片叶绿素含量，球果含水量、可溶性糖含量及酶活性等生理指标的测定，比较分析研究几种化学药剂对悬铃木生理生长的影响，找出效果最明显的1～2种药剂，在一定程度上控制悬铃木的果实生长发育，以期为悬铃木果毛污染的控制提供理论和技术依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

选取上海市静安区巨鹿路和浦东新区黄杨路道路两旁的行道树悬铃木为试验材料。

1.2 试验设计

为了探讨使用化学药剂后对悬铃木果球果毛的防控效果，分别对上海市静安区巨鹿路和浦东新区黄杨路的悬铃木进行施药，分别采用喷洒和注射的方式对悬铃木施用ED药剂、调呋酸钠（美国）、杭州控果剂、国光絮必治、飞絮抑制剂和合畅，对照为不施药处理，使用方法如表1所示。

表1 试验药剂及试验设计

1.3 试验方法

用游标卡尺直接量取球果直径的大小。球果相对含水量的测定则将采来的球果直接称其鲜重Wf，再将其浸入蒸馏水中浸泡24 h，取出吸去表面水分，称得饱和鲜重Wt，然后将其置于烘箱中烘至恒重，称得干重Wd，计算公式如式(1)所示[8]。

采用愈创木酚法测定过氧化物酶活性(POD)和氮蓝四唑法测定超氧化物歧化酶(SOD)[9]，采用硫代巴比妥酸加热显色法测定丙二醛含量(MDA)和可溶性糖含量[9]。

1.4 数据分析

每个处理取3个重复，所得数据计算平均值和标准误，进行方差分析，并制作柱形图。

2 结果与分析

2.1 化学药剂对悬铃木球果大小和含水量的影响

由球果直径来看，巨鹿路悬铃木球果直径在施用不同化学药剂后差异显著（P<0.05，表2）。黄杨路中，施加药剂处理的悬铃木球果直径均高于对照组，其中施加杭州控果剂处理的悬铃木球果直径最大，施加合畅药剂处理的悬铃木球果直径最小，其余处理直径较为接近。巨鹿路上所有施用化学药剂处理的悬铃木球果中，施加国光絮必治处理的悬铃木球果直径最大，其次为施加合畅药剂处理。最低为ED药剂处理的植株，具体表现为国光絮必治＞合畅＞飞絮抑制剂＞杭州控果剂＞调呋酸钠（美国）＞对照＞ED药剂（图1）。

从球果含水量来看，不同药剂处理组间差异不显著（表2）。其中，黄杨路所有施加药剂处理后的球果相对含水量均低于对照组，其中施加杭州控果剂的球果相对含水量最低。对巨鹿路进行药剂处理的悬铃木球果来说，施加ED药剂的球果相对含水量最高，施加合畅药剂处理的球果相对含水量最低，其余处理的球果相对含水量较为接近（图1）。结果表明经药剂处理后，悬铃木果实的生长受到了抑制，球果含水量下降。这与前人的研究结果类似，经脱果剂处理的悬铃木球果含水量下降，电解质外渗增加，致使球果皱缩、干枯而脱落[3,10-11]。

2.2 化学药剂对悬铃木球果SOD和POD的影响

不同药剂处理后，悬铃木球果POD活性差异显著（P<0.05；表2）。对黄杨路的悬铃木球果而言，施加飞絮抑制剂的球果POD活性最高，施加ED药剂其次，添加调呋酸钠（美国）的球果POD活性与对照较为接近，三者均高于对照组。其余处理的球果POD活性均低于对照组。但是对巨鹿路的悬铃木来说，化学药剂处理后的悬铃木球果POD活性均显著高于对照，其中，施加合畅的球果POD活性最高，依次为：合畅＞ED药剂＞飞絮抑制剂＞国光絮必治＞调呋酸钠（美国）＞杭州控果剂＞对照（图2）。POD具有累死IAA氧化酶的性质，可以氧化生长素，该酶活性的提高对植物生长不利[12]。POD活力与生长的负相关性已在多种植物上得到证实[13-14]。本试验中各化学药剂处理的悬铃木果实POD活性均高于对照，这与上述的POD活力与生长的负相关性相吻合，说明化学药剂可以抑制悬铃木球果的生长。

表2 不同药剂处理后悬铃木球果生理指标方差分析

对黄杨路的悬铃木进行施药处理后，只有添加飞絮抑制剂的球果SOD总活性低于对照，其余处理均高于对照，具体为国光絮必治＞合畅＞ED药剂＞杭州控果剂＞调呋酸钠（美国）＞对照＞飞絮抑制剂。对巨鹿路的悬铃木进行施药处理后，所有处理的球果SOD总活性均高于对照，其中添加调呋酸钠（美国）的植株球果SOD总活性最高，添加国光絮必治和合畅的植株球果SOD总活性较为接近（图2）。植物正常代谢过程和在各种环境胁迫下均能产生活性氧和自由基，活性氧和自由基的积累引起细胞结构和功能的破坏，因此，植物需要启动一系列抗氧化酶系统清除这些物质[15]。SOD是生物体内清除自由基的首要物质[16]，作为植物抗氧化物系统的第一道防线，清除细胞中多余的超氧根阴离子。本试验中POD和SOD活性与对照相比升高，说明化学药剂激发了悬铃木球果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。

图2 不同药剂处理后悬铃木球果POD活性和SOD总活性

2.3 化学药剂对悬铃木球果可溶性糖含量和MDA的影响

不同药剂处理后，黄杨路的悬铃木球果可溶性糖含量差异显著（P<0.05；表3）。从图3可以看出，黄杨路施加合畅和飞絮抑制剂处理后的植株球果可溶性糖含量高于对照组，其中施加飞絮抑制剂的球果可溶性糖含量最高，而添加了杭州控果剂的悬铃木球果可溶性糖含量最低，依次为：飞絮抑制剂＞合畅＞对照＞ED药剂＞调呋酸钠（美国）＞国光絮必治＞杭州控果剂。巨鹿路施加合畅处理的植株球果可溶性糖含量最高，具体表现为合畅＞调呋酸钠（美国）＞ED药剂＞对照＞飞絮抑制剂＞杭州控果剂＞国光絮必治（图3）。可溶性糖是主要的渗透调节物质，有研究发现樟子苗木根部可溶性糖含量可以用来评价苗木活力[17]。本试验中合畅药剂处理的悬铃木球果可溶性糖含量高于对照，可能是因为经过这种化学药剂处理的球果细胞正常代谢受到影响，糖类物质转化受阻，从而导致可溶性糖积累。

表3 不同药剂处理后悬铃木球果可溶性糖含量和MDA浓度方差分析

图3 不同药剂处理后悬铃木球果可溶性糖含量和MDA浓度

不同药剂处理后，黄杨路的悬铃木球果MDA浓度差异显著（P<0.05；表3）。从图4可以看出，黄杨路施加ED药剂和合畅药剂处理的植株球果MDA浓度高于对照组，其中施加合畅药剂的球果MDA浓度最高，具体表现为合畅＞ED药剂＞对照＞国光絮必治＞调呋酸钠（美国）＞杭州控果剂＞飞絮抑制剂。巨鹿路施加ED药剂和合畅药剂处理的植株球果MDA浓度接近，依次为：合畅＞ED药剂＞杭州控果剂＞对照＞调呋酸钠（美国）＞国光絮必治＞飞絮抑制剂（图3）。植物器官衰老往往会发生膜脂的过氧化作用，而丙二醛(MDA)是膜脂过氧化的重要产物之一，丙二醛的多少可以代表膜损伤程度的大小[8]。ED药剂和合畅药剂处理的植株球果MDA浓度高于对照，表明这2种化学药剂对膜的损伤程度较大。

3 结论与讨论

植物生长发育受到化学物质的调控，本试验结果发现经过化学药剂处理的悬铃木球果含水量下降，可溶性糖含量上升，SOD活性和POD活性升高。注射化学药剂后，植物借助蒸腾作用随水分运输到树冠各部，参与叶片细胞的新陈代谢，对叶片和球果的生理生化进行调控。化学药剂使球果水分含量减少，萎缩，脱落。而球果POD活性和SOD活性相较于对照升高，说明化学药剂激发了悬铃木球果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。另外，经过化学药剂处理的球果细胞正常代谢受到影响，糖类物质转化受阻，从而导致可溶性糖积累。因此，化学药剂处理抑制了悬铃木球果的生长，球果中果毛的质量减少，从而减少了果毛飘絮的污染。在本实验研究的几种化学药剂中，综合上述球果生理变化的结果发现，合畅和ED药剂的效果最好。

本研究应用注射化学药剂的方法控制悬铃木球果果毛，该法具有操作简单、成本低、环境污染小等特点，而钻孔注射可以避免叶面喷施造成的环境污染及大树难操作的弊端，能够快速解决现有大中城市的高大成年悬铃木的果毛污染问题，适合在特定道路情况下的推广应用。但是在实际生产应用中，需要注意控制好施用的时期、用量和浓度等因素。