韓彥軍
(商洛市市政園林管理處,陜西商洛 726000)
懸鈴木又名“法桐”,屬于懸鈴木科(Platanceae)懸鈴木屬(Platanus),約11 種,分布于北美、東南歐、西亞及越南北部[1]。懸鈴木因其分布廣、生長(zhǎng)迅速、樹形整齊、易成活、耐修剪、適應(yīng)性強(qiáng),被譽(yù)為“世界行道樹之王”[2]。目前,我國(guó)引種并大量應(yīng)用在園林綠化中的主要有3 種:一球懸鈴木(Platanus occidentalis)、二球懸鈴木(Platanus xacerifolia)、三球懸鈴木(Platanus oreientalis)。每年4—6 月懸鈴木果球成熟炸開,種子、花粉散落,著生在種子冠毛和幼葉幼枝上的星狀果毛飄落,不僅污染環(huán)境,引起市民皮膚瘙癢過敏、咳嗽等,而且對(duì)空氣要求較高的食品加工、電子、精密儀器等產(chǎn)品質(zhì)量有很大影響,是懸鈴木推廣栽培使用的瓶頸。該文就懸鈴木應(yīng)用、繁殖培育、果毛的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述,對(duì)未來(lái)的研究進(jìn)行展望。
懸鈴木對(duì)有毒氣體具有抗性,并能吸收空氣中的二氧化碳、二氧化硫、一氧化碳等對(duì)環(huán)境影響較大的有害氣體,同時(shí)懸鈴木葉片上具有絮狀絨毛,對(duì)空氣中的微小灰塵具有吸附作用。懸鈴木樹冠大,樹干筆直,樹葉蔭濃,對(duì)改善局部微氣候作用明顯,研究表明,懸鈴木樹冠蒸騰作用對(duì)周邊環(huán)境產(chǎn)生的降溫達(dá)5.1℃,樹冠和樹蔭下人活動(dòng)層垂直降溫可達(dá)10℃[3],對(duì)改善城市熱島效應(yīng)有巨大作用。因此,懸鈴木被廣泛用于化工企業(yè)廠區(qū)綠化和城市道路綠化。
懸鈴木木材可以制作家具或新炭用材;我國(guó)醫(yī)藥工作者發(fā)現(xiàn)懸鈴木是良好的解表劑,具有顯著止血作用[4],已經(jīng)研制出了懸鈴木注射劑、懸鈴木止血沖劑、懸鈴木氣霧止血?jiǎng)┗蛑寡嗟人巹5]。此外,懸鈴木果毛已作為吸附材料[6-7]、生物模板[8]、超級(jí)電容器電極[9]、微納米材料載體[10],葉可作為“葉綠體色素提取與分離實(shí)驗(yàn)”的材料[11]應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中。懸鈴木在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中也起著重要作用:其活立木可以做獼猴桃架材[12],葉可作為食用菌培養(yǎng)基。隨著科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步,懸鈴木木材、果毛、葉在醫(yī)藥、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等方面正在被挖掘、使用、推廣。
園林綠化苗木繁殖主要為種子播種即有性繁殖和通過扦插、壓條、嫁接、組培等無(wú)性繁殖。懸鈴木作為“行道樹之王”,在我國(guó)南北均有栽植,但因氣候關(guān)系在我國(guó)北方繁殖成活率低。任繼禮等[13]、王子武等[14]對(duì)懸鈴木扦插過程中插穗選擇及儲(chǔ)藏、苗圃地整理等進(jìn)行了詳細(xì)論述。針對(duì)懸鈴木在我國(guó)北方栽植不易成活且扦插成活率不高的問題,王華榮[15]、宋珍等[16]、李方平等[17]對(duì)懸鈴木扦插繁殖影響因素研究表明,選取1 年生中部枝條,冬季前沙藏,在大量芽萌動(dòng)后扦插成活率可達(dá)60%。懸鈴木嫁接主要用于無(wú)球懸鈴木的繁殖及城市果毛污染的治理。在懸鈴木組培繁育方面,楊立國(guó)等[18]采用DCH、MS、DCR、DCH4種培養(yǎng)基,分別對(duì)懸鈴木進(jìn)行組培,結(jié)果表明MS 是最佳培養(yǎng)基。懸鈴木種子從播種到綠化用的合格苗木需3~4年時(shí)間[19],所需時(shí)間較長(zhǎng),故在生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)中很少使用。
懸鈴木果毛是其使用推廣的瓶頸,解決該問題的最終辦法是培育無(wú)球懸鈴木。目前科研人員正利用輻射光照射種子,使種子變異,培育出變異新植株,這也為無(wú)球懸鈴木培育提供了新的途徑。1980 年,程金水[20]利用60COr 射線誘發(fā)培育無(wú)毛懸鈴木取得成功。周業(yè)恒等[21]利用秋水仙素和劑量為1.8 rad/s 的r 輻射處理懸鈴木種子培育出幼苗,與未進(jìn)行相關(guān)處理的種子培育出的苗木相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比,發(fā)現(xiàn)經(jīng)過處理的種子培育出的幼苗經(jīng)過7~9年生長(zhǎng)后無(wú)開花結(jié)果,實(shí)現(xiàn)了無(wú)球懸鈴木的培育。鮑時(shí)來(lái)等[22]用r 射線照射懸鈴木種子培育出不育懸鈴木。史春光[23]對(duì)懸鈴木種子育苗和扦插育苗進(jìn)行對(duì)比研究,并培育出能在-30℃正常生長(zhǎng)不結(jié)果球的懸鈴木新品種,在我國(guó)東北極寒地區(qū)可以正常生長(zhǎng)。
懸鈴木果毛可分為長(zhǎng)直毛和齒枝毛[24],兩類毛均屬于表皮毛,這些毛覆蓋在果、葉、芽上起保護(hù)作用。芽和枝上的毛數(shù)量少,對(duì)環(huán)境影響小。果毛、葉毛脫落時(shí)間集中在4—8 月[25],由于脫落時(shí)間長(zhǎng)、數(shù)量大,對(duì)環(huán)境和人民生活影響大,是懸鈴木在推廣使用中的主要問題之一。
4.2.1 生物育種治理。通過自然突變、人工篩選、人工誘變手段,培育出少球懸鈴木或無(wú)球懸鈴木是解決果毛飄落污染的有效途徑。①自然突變。懸鈴木植株受到自然界中各種射線、放射物質(zhì)輻射,導(dǎo)致懸鈴木單株體內(nèi)部分DNA突變或生物偶然復(fù)制錯(cuò)誤,均可導(dǎo)致懸鈴木不育。目前,已從自然變異的懸鈴木中選出具有一定樹齡的少球懸鈴木或無(wú)球懸鈴木單株,進(jìn)行培育、對(duì)比、篩選后,挑選具有無(wú)球懸鈴木或少球懸鈴木的優(yōu)良無(wú)性品種,人工進(jìn)行扦插、嫁接,獲得性狀穩(wěn)定的無(wú)球懸鈴木或少球懸鈴木[26]。該方法隨機(jī)性大,對(duì)技術(shù)要求高,培育出懸鈴木不育性狀可以出現(xiàn)退化現(xiàn)象,優(yōu)良性能難以維持。②人工誘變。除自然變異外,還可通過人工誘變,獲取具有優(yōu)良性狀的植株,主要有物理誘變和化學(xué)誘變。人工誘變發(fā)生的突變主要是植株體細(xì)胞發(fā)生變異,該變異極不穩(wěn)定,需及時(shí)將變異部位從母體采用嫁接、壓條或組培等方式繁殖。我國(guó)人工突變主要采用烷化劑、堿基類似物、抗生素、植物堿等及具有輻射性的60CO-r 射線來(lái)誘變懸鈴木,使其不育形成無(wú)球懸鈴木或少球懸鈴木。
4.2.2 物理治理。物理防治果毛污染的途徑主要是樹冠嫁接、修剪控果、噴霧3 種途徑。樹冠嫁接是利用無(wú)球懸鈴木的枝條作為接穗,對(duì)普通懸鈴木進(jìn)行高枝嫁接、換冠改造,既保持了無(wú)球懸鈴木的優(yōu)良性狀,又可在原植株的基礎(chǔ)上迅速推廣良種[27]。該方法可以一次性解決懸鈴木果毛污染問題,但是程序復(fù)雜、技術(shù)要求高、費(fèi)用大。我國(guó)科研工作者在修剪控制懸鈴木果毛問題方面進(jìn)行探索研究。章利民[28]提出三級(jí)分枝修剪方法,蔣淮軍[29]的抹頭重剪法和李延成等[30]的空心圓頭形修剪方法均可控制懸鈴木球果數(shù)量,解決果毛問題。郭彩霞[31]等對(duì)懸鈴木1 年生枝條進(jìn)行修剪,修剪后3 年內(nèi)控果率達(dá)80%以上,樹冠在修剪后2 年可恢復(fù)原狀,樹木的遮陰效果并未受到影響。利用修剪法可有效控制懸鈴木果毛問題,但需年年進(jìn)行修剪,工作量大且不能完全解決問題。我國(guó)各地綠化主管部門在懸鈴木果毛脫落期利用水車噴霧對(duì)果毛污染進(jìn)行防治,使果球集中脫落清掃,但該方法每年都需進(jìn)行,不能根治。
4.2.3 化學(xué)治理?;瘜W(xué)藥劑能調(diào)節(jié)和控制植物的生長(zhǎng)發(fā)育,在懸鈴木花期噴灑或者注射藥劑,可促進(jìn)花和幼果萎縮脫落,起到控制果毛污染的目的[32]。目前,用于懸鈴木果毛污染藥劑主要有:萘乙酸、赤霉素、石硫合劑、乙烯利、脫落酸、吲哚乙酸、草甘膦等。王長(zhǎng)劍等在春季時(shí)向懸鈴木樹干注射20%乙烯利,使得懸鈴木的果球數(shù)量減少50%[33]。沈國(guó)華等[34]通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)除果靈1 號(hào)、2 號(hào)、3 號(hào)、乙烯利、石硫合劑、催熟劑6 種化學(xué)藥劑及其配合劑,是懸鈴木化學(xué)除果劑的有效藥劑,控果率可達(dá)85%~100%。有研究表明給懸鈴木基部注射一定劑量脫果劑(主要成分為地樂酚、乙烯利、三氯酸醋等)[35],果球落果率達(dá)93.8%。于永忠[36]研制出可以在新葉生長(zhǎng)期及花芽分化期使用懸鈴木果毛治理藥劑?;瘜W(xué)治理不受施藥環(huán)境的影響,效果顯著,但成本高、操作繁瑣、對(duì)環(huán)境可能造成二次污染,有被取代的趨勢(shì)。
懸鈴木作為“世界五大行道樹”之一,被我國(guó)各個(gè)城市廣泛栽植,然果毛引起的環(huán)境污染問題,阻礙了懸鈴木的推廣使用。這方面研究雖然取得一定成果,未形成完整理論體系和行之有效操作技術(shù)。隨著生物科技的發(fā)展,植物開化調(diào)控技術(shù)、植物組織培養(yǎng)技術(shù)和植物基因工程技術(shù)都被利用植物新品種的研究上,為解決懸鈴木果毛污染問題提供新途徑。此外,我國(guó)各地園林綠化科研部門應(yīng)該盡快出臺(tái)適合當(dāng)?shù)氐膽意從竟揽丶夹g(shù)操作導(dǎo)則,指導(dǎo)綠化管理部門對(duì)懸鈴木果毛進(jìn)行防控。