西安市悬铃木球果飞絮控制技术的研究

安常伟 齐楠

(西安市园林研究所，陕西 西安 710068)

引言

悬铃木作为西安市城市绿化建设的骨干树种，因其树型雄伟、冠大荫浓、树干通直、生长迅速、耐修剪、易繁殖，能适应城市环境和各种土壤条件，具有较强的抗空气污染，抗光化学烟雾和有害气体(如二氧化硫、氯气等)及良好的滞尘减噪、净化空气的能力等诸多优点被广泛应用。享有“行道树之王”的美誉。

但随着西安市城市化进程的不断加快，人口的密集，成年的悬铃木每年9—10月球果慢慢成熟，当年不会产生飞絮，第2年春夏交替季节球果开始炸裂，黄褐色的果毛开始随风飘散，不仅污染了城市生态环境，而且危及城市公共安全、交通安全和市民身体健康。主要表现：对人们身体健康造成危害，虽然果毛飞絮本身无毒，但因质地轻盈，常随风“姗姗起舞”，易飞入人的眼睛和鼻孔，使人产生不适，如打喷嚏、干咳、眼红、流泪等，尤其是对易感体质人群容易引发皮肤过敏，出现红肿、瘙痒等症状，严重时可诱发哮喘、支气管炎等呼吸道疾病；对交通产生安全隐患，果毛飞絮经常遮挡行人、车辆出行视线，影响交通安全，易堵塞汽车水箱散热片，使汽车易开锅熄火；干扰生产、科研活动，会影响一些高精密度仪器测量的准确性；果毛飞絮属于易燃物质，遇到烟头等明火易燃烧，可导致火险发生；对公共环境卫生造成负担，果毛飞絮产生大量垃圾，使环卫工人的工作量骤增，也增加了城市卫生环境的维护成本。

近几年，西安市不断有媒体报道由悬铃木果毛飞絮引发的一系列问题，市民因为果毛飞絮的问题不断进行绿化投诉，而且对西安市城市生态环境建设带来一定的负面影响。要求尽快治理悬铃木飞絮的呼声越来越高。为科学保护城市绿化骨干树种，使其继续发挥生态效益的同时，巩固现有的绿化成果，维护地区生物多样性。因此，研究悬铃木飞絮控制技术显得尤为重要，本文旨在通过利用悬铃木生物抑制剂——悬铃散进行控制技术的研究试验，并对防治中的相关技术进行了研究。

1 研究背景及概念阐述

1.1 西安市分布状况

据不完全统计，2015年西安市的悬铃木(法桐)总数量已达35万棵左右，分布在西安市的大街小巷，遍及西安市的道路、公园、院校、厂矿企业、家属院等，其中道路主要分布在未央路、长安路、莲湖路、友谊路、北二环、唐延路等主要路段，现在这些路段的法桐树龄都比较大，大多数处于青壮年期。

1.2 球果飞絮的生理分析

悬铃木(Platanus acerifolia(Ait.)Willd)系悬铃木科(Platanaceae)悬铃木属(Platanus)植物，属落叶阔叶乔木，是悬铃木科悬铃木属约7种植物的通称。中国引入栽培的有3种，分别为一球悬铃木，又称美国悬铃木(Platanus occidentalis)；三球悬铃木，又称法国悬铃木(Platanus orientalis)；二球悬铃木，也称英国悬铃木(Platanus ×acerifolia)，为一球悬铃木与三球悬铃木在英国杂交所得。西安市的悬铃木品种以三球悬铃木和二球悬铃木居多。

悬铃木球果飞絮实际上是植物生理过程中的一个的重要环节，借助风力来进行种子传播，繁殖后代的一种方式。悬铃木的果实为聚合果，每年春季开花长出新叶再到长出幼果，直到9—10月球果才会慢慢成熟，但此时其并不会产生絮毛，直到第2年春季时，这些球果炸裂，黄褐色的絮毛随风飘散，形成的污染主要指的是果毛絮。这个过程一直会持续到夏季，每年温度不同、风力大小等的不同，持续时间也会不同。据统计，一株树龄10a、胸径10cm的未修剪的二球悬铃木，每年可结出200～400个球果，而每个球果均可产生200～500万根左右的飞毛。飞毛放到电镜下放大成不同倍率观察，据测量，果毛中部的直径大概是33μm左右，而人类毛孔大小的直径大约是50μm。此外，在果毛脱落的同时，新生的雄花序也要散落大量的花粉。悬铃木这种季节性的果毛和花粉污染已成为一大公害，亟待解决。

2 国内外治理方式研究进展

悬铃木飘絮问题是一个国际性的难题，国内外的园林专家与其已斗争了几十年。从20世纪80年代起，为使悬铃木不结果或少结果，所采取的措施主要有改进修剪技术、化学药剂处理、基因工程等。

2.1 改进修剪技术

在改进修剪技术方面，有许多学者做了探索性的工作，提出了摸头重剪法、空心圆头形等方法以达到减少花果的目的。运用修剪控果，能有效控制悬铃木的结果量，不需要引进良种，在原有品种基础上即可实施，但是剪枝工作十分繁重，同时还需要配合定期的管理，工作量大，且每年都要不断地重复操作，不能彻底解决问题，也没有了遮荫的效果。

2.2 化学药剂处理

2.2.1 药剂喷洒

20世纪80年代，有园林单位曾尝试用“乙烯利”生长激素，希望其能在悬铃木果球成熟时，将果球直接催熟落地，后因实施效果不突出而放弃。此方法的优点是体外喷洒对植株本身无伤害，但乙烯具有挥发性，持续效力短暂，实际的实施效果不突出。

2.2.2 药剂注射

在药剂注射方面，也有许多学者做了研究工作。但药剂注射一般选择在树干上，打1个直径为5mm左右的洞，每年树干上都要有1个洞，长此以往，这些“伤口”对大树的健康所产生的影响还无法得出结论。另外，每株悬铃木的规格、抗性、冠幅都不一样，使用剂量标准也还需继续探索。

2.3 基因工程

近年来，很多专家致力于悬铃木“绝育术”研究。南京大学生科院盐生植物实验室的科研人员提出利用植物转基因工程技术，改良遗传基因。此技术在理论上没有问题，但研究转基因植物的性状是否稳定，并从大批试验植株中筛选出携带最稳定的不育基因植株，工程量复杂。另外，华中农业大学的教授专家也在转基因方面进行了多年研究，经过对转基因植株进行离体繁殖、移栽下地和相应的性状观察分析，已经培育出不接果实的无毛悬铃木，但适合新建城市绿地及逐步更换已经老化的悬铃木的应用，解决不了正处于青壮年时期的悬铃木。

2.4 嫁接

嫁接就是将培育后的无果品种的枝条嫁接上去。但这种方法只适合树龄小的悬铃木，且无法根除飘絮问题。但大多城市的悬铃木均已是大树，嫁接换枝，需先把树枝砍光，嫁接少果或无果的小枝条，在老树上不易成功，还存在由于嫁接不牢固，在大风恶劣天气断枝砸伤行人和汽车的风险。此外，劳动量大、周期长，有相当长的空档期，市民也难以接受。

2.5 高压水枪冲刷法

各大城市都曾尝试用高压水枪冲掉树上球果中的果絮，但很多果毛无法一次被冲落地面，水分挥发后继续飘飞。

2.6 化学抑制剂使用

目前，国内一些城市尝试在悬铃木花芽分化前开始使用花芽抑制剂抑制花序分化，达到减少悬铃木飞毛的目的。

3 西安市悬铃木控制试验

在西安市城市绿化养护精细化管理中，常规的方法如修剪、嫁接、水枪冲刷等耗费了大量的人力物力，依然无法解决悬铃木飘絮的问题，下面就西安市园林研究所悬铃木技术团队在上级主管部门的全力支持下，选用化学花芽抑制剂抑制花芽分化的方法进行试验，此项目1期试验为2015年3月—2018年12月，现将试验总结如下。

3.1 材料与方法

3.1.1 试验时间、地点

3.1.1.1 悬铃散试验应用研究

地点：未央区北稍门—龙首南路(东)；未央区龙首南路—盛龙广场；莲湖区莲湖路；时间：2015年3月20日，2015年3月25日，2016年3月11日。

3.1.1.2 药剂安全性研究

地点：未央路，时间为2015年4月20日；莲湖路，时间为2016年4月5日。

3.1.2 试验材料

3.1.2.1 植物材料

悬铃木(Platanus acerifolia(Ait.)Willd)，胸径20～40cm，共计184株，高度7～35m。

3.1.2.2 仪器设备

配套设备：CITIZEN DL67-K500喷雾机。

3.1.2.3 试验药剂

悬铃散。

3.1.3 试验方法

3.1.3.1 喷洒药剂

在遵循环保原则的前提下，在每年花芽分化前选择晴天无风或微风的环境用高炮雾洒法对树木垂直喷雾，进行全方位喷洒，确保均匀喷洒在树冠全身。

悬铃木胸径与药剂用量关系(根据树木长势、果球数量多少及大小、天气等适时调整注药量及注药时间)详见表1。

表1 悬铃木胸径与药剂用量关系

3.1.3.2 调查方法

于西安市试验当年药剂喷洒前，对准备进行喷洒试验道路的悬铃木样树进行摸底统计，包括编号、道路名称、栽植年限、规格、高度、分枝点、冠幅、数量、树木生长情况、果球情况统计、集中飘絮时间、危害程度、是否嫁接、是否截头、周边环境描述等。调查统计表详见表2、表3。

表2 2015年3月20日西安未央区北稍门—龙首南路(东)悬铃木果球情况调查表

表3 2015年3月25日西安未央区龙首南路—盛龙广场悬铃木果球情况调查表

药剂喷洒后，采用打分评级法与取样调查法相结合。打分评级法调查对象是每棵悬铃木，逐个打分；取样调查法根据调查道路上悬铃木的数量，按照每隔7棵树调查1棵，抽样树要具有代表性，并调查这棵树上所有的果球数量以及受药后果球的大小等。

打分评级法分3级，由低到高表示悬铃散处理悬铃木果球的效果，分值越低表示效果越差，反之越好。具体评级：3级，目测全树几乎没有大果，且小果稀疏；2级，目测全树大、中果数量不超过50%，且果球表观不密集；1级，目测全树大、中果数量超过50%，但小于80%，且中果球表观密集；0级，目测全树大果为主(80%)，且果球表观密集。

抽样调查法对调查悬铃木的果球逐个数数，并分小果、中果、大果3个级别归类调查数量，小果是正常果球直径的1/3～1/4(1.5cm及以下)；中果是正常果球直径的2/3～1/2(2cm)；大果是正常果球直径的4/5～3/4(3cm)。

药剂安全性采用肉眼观察。

3.2 结果与分析

3.2.1 物候观察——统计飞毛飞絮时间段

自2015年3月开始，技术人员在试验道路上利用抽样调查及对比观测法，根据物候期统计结果表明：果毛飘絮的起止时间为4月底—6月底，有时会持续到7月，甚至8月，果毛飞絮的飘散除受本身生物学特性影响外，还与气温变化、降雨量、风速、湿度、地面温度等条件密切关系。温度越高，空气越干燥，风速越大，飞毛飞絮飘散的速度越快。

3.2.2 喷洒抑制剂——观察分析花芽生理分化和形态分化切片

3.2.2.1 肉眼观测果球对比

为有效控制悬铃木果毛飞絮，利用抑制剂在西安市进行喷洒试验，通过2015年、2016年对未央路、莲湖路道路试验后，于2016年7月采集果球进行肉眼观测，2017年、2018年同一棵试验树未喷洒通过持续对比，发现喷洒药剂部分果球明显缩小，还有部分未有明显变化；2017年、2018年未持续喷洒药剂的悬铃木跟之前从未进行试验的树做对比，果球没有明显变化。具体见图2、3。

3.2.2.2 生理指标法测定法

取样测定生理指标。在2016年治理道路中选择悬铃木树高30m以下(胸径在40cm)、10m以上(胸径在20cm)的道路共1条，选择处理4～5株，并对每株悬铃木进行编号，每株采用高架车至高处采集至少20个果球,见图4，果球采集完成后收于自封袋中，自封袋根据采集树木的道路位置编号并立即放入冰盒保存。当天采集结束后立即测量果球大小和果球含水量，剩余果球进行初步处理后放置冰箱保存，所有道路采集结束后集中进行其他生理指标的测定见图5，具体的采样道路见表4。

表4 生理指标测定果球采样道路

试验结果。项目实施治理后，技术人员在7月对抽样道路进行果球采样，测定治理工作对果球直径大小、果球重量、SOD、POD活性的影响；目前的7月采集果球的部分试验结果如图6所示。

图6表明，与CK对比，综合治理后的部分悬铃木幼果的直径大小和重量明显降低，同时果球由于应激反应，植物的POD、SOD值显著上升。

电镜下对比照片见图7，由图7可以看出，部分经过处理的法桐果球(聚合果)种子的果毛明显缩短变粗，没有经过处理的自然生长的果球的种子的果毛相比较长，经过处理的缩短的果毛不容易到处飞,对人的影响相对较小。

4 结论与思考

4.1 成花决定时间

目前有关成花的决定时间的研究多通过切片法进行。如连翘(Forsythia suspersa)[1]、毛白杨(P.tomentosa)[2]等，由于切片法观察成花决定时间常通过芽的形态来判断，一般成花决定前芽的生长锥长，小而窄，成花决定后芽的生长点逐渐变宽而后增大，但花芽在成花决定前后顶端生长锥的体积增大不明显[3],因此很难精确确定植物的成花决定时间。本文通过不同地点、不同时间喷洒悬铃散后，以及试验的同一棵树连续2a喷洒药剂，后连续2a不喷洒药剂的对比试验，技术人员通过物候观测等方法，基本确定悬铃木飘絮的时间为4月底—6月底，有时可能会持续到7月，甚至8月，果毛飞絮的飘散除了受本身的生物学特性影响以外，还与气温变化、降雨量、风速、湿度、地面温度等条件密切关系。另外，通过观察发现，利用化学药剂防治的方法只对当年果球产生影响。

4.2 思考

经过4a1期对比试验后，项目试验效果不尽如人意，本文中未提及整体防效率，因为在对比试验中发现，有的样树果球明显变小，不易炸裂，防治率可达60%以上，有的样树整体防治率甚至不足40%，同一棵抽样树向阳的一边与背阴的一边，靠近人行道的一边与主干道的一边也形成了鲜明的对比。同一枝条东、西、南、北4个方向防治率也不尽相同。

出现此结果可能的原因：统计结果不尽详尽，未能对样树东南西北4个方位的果球大小及数量进行详尽的统计；2次药剂喷洒时间较晚，部分悬铃木花芽已经分化，有的悬铃木树木花芽分化的比例占整体的1/2；样树施药不均匀，未能全冠施药；西安市水质偏碱性，对药剂溶解有一定的影响；试验周期较短，有不稳定因素。

悬铃木飞絮控制工作是一项关乎民生，且长期而艰巨的任务，当前药剂防控仍处于不断试验阶段，由于果球生长周期长，树木个体情况差异大，药理反应需要长期观察才能得出结论。面对研究药剂试验难度大、周期长、前期资料少的现状，对科研人员的专业素质提出了更高的要求，不仅要认真做好日常检测，密切关注结果率和植株生长情况，还要认真保存和收集试验基础数据和样本，确保试验数据、试验结果更客观，更具说服力。