減少雄毬花量、抑制花粉散出,北京開展花粉治理科技攻關
青翠的圓柏滿樹金黃,大風一吹,雄株毬花爆裂,黃色的花粉噴出,飄散如沙霧。近些天來,對柏科花粉過敏的市民出現了眼睛癢、打噴嚏、流鼻涕的症狀,著實度過了艱難的兩週。
4月8日的「花粉監測預報」顯示,柏科花粉逐漸進入結束期,不過鬆科花粉即將迎來始期,花粉過敏症患者仍需做好健康防護。
記者日前獲悉,北京市園林綠化局從「控增量、降濃度」角度,採取一系列舉措防治花粉。比如在科研方面,組織園科院、農林科學院等科研單位開展花粉治理科技攻關,選育無粉或少花粉植物品種,驗證人工調控柏科植物毬花數量的可行性並開展特定區域過敏原植物群落調查。
科技攻關進展如何了?

源頭控制,培育雌性圓柏優新品種,確保種苗性別清晰
與楊柳樹雌株產生飛絮不同,圓柏花粉主要來自雄株。在北京市農林科學院林業果樹研究所的種質資源苗圃中,8年樹齡的圓柏雌株將陸續出圃,用於城市綠化,其中包含3個雌性圓柏良種和7個新申請的雌性圓柏新品種(京檜系列)。
北京市農林科學院林木資源育種研究室主任劉國彬說,圓柏是北京鄉土樹種,具有抗旱耐寒、生命力強、壽命長等特點,四季有實,是鳥類冬季的食物來源。以往圓柏多採用播種育苗,但實生苗往往難辨雌雄株,要等8-10年後陸續進入生殖生長期,才能通過樹上的花朵判斷它們的性別。
「冬春季節,雄株圓柏枝梢上佈滿了金黃色、大米粒大小的雄毬花,非常高調,花粉就藏在其中。但此時,雌株上的雌花很小,小米粒般,經常‘低著頭’。」劉國彬說。


近年來,隨著對花粉過敏的市民越來越多,北京在園林綠化中將對重點地區易致敏樹種進行更新替換,新植的圓柏也會應用雌株。
科研人員要做的是從源頭進行種質創新和品種改良。前期,他們從北方地區收集了沒有雄花的圓柏雌株作為育種材料,通過無性系選育的方式,培育不產生花粉的雌株新品種,再通過無性繁殖進行繁育,確保綠化造林中應用的種苗性狀穩定、雌雄性別清晰。
無性繁殖主要包括扡插、嫁接、組培等手段,可以確保樹木的「子代」與「母代」性別一致。劉國彬舉例,如果用樹齡20年的圓柏雌株作為母代進行扡插,形成的小苗也具有前20年的基礎,所以第二年就可以看到雌花的形成。每年通過規模化扡插,這裏具備每年產出5萬-10萬株良種苗的能力。
假如未來圓柏全部為雌株,會對自然界的平衡造成影響嗎?他坦言,純雌株會導致物種多樣性受到影響。「所以在我們的育種工作中,雖然會選出雌株,但也保留一定的雄株,因為如果沒有雄株授粉,種子敗育率比較高,也就是沒有確切可用的種子。」

過程控制,減少雄毬花量,讓花粉更易沉降
除了育種,劉國彬團隊還嘗試通過化學調控的方法,減少雄毬花的形成。「我們每年夏季花芽形成前對圓柏雄株噴灑花芽形成抑製劑,雄毬花的形成可以減少70%至90%,從而有效降低了花粉量。目前雖然還處於實驗階段,但取得了比較好的效果。」他說,下一步,團隊將研究製劑對樹體、周圍空氣環境和人體是否有影響,驗證確保無汙染後,未來可能獲批大面積應用。
「板栗樹是雌雄同株異花,但雄花太多了,影響了雌花結果。20多年前,我們開始研究減少板栗樹的雄花,課題組積累了板栗去雄的理論、技術和產品的研發。」北京農學院植物科學技術學院教授秦嶺說,去年北京市園林綠化局就致敏花粉治理組織專家學者進行研討,這也促使團隊將板栗雄花調控的研究思路和技術應用到圓柏花粉治理上。通過研究圓柏花粉發育規律,在關鍵調控節點,調控技術可以使雄花花量至少減少80%,有效降低第二年花粉的基數。
秦嶺團隊還研發了花粉沉降劑,試圖讓花粉更易沉降並延緩釋放。花粉沉降劑由食品級的纖維素類高分子成膜物質、防靜電劑和純天然的抑菌劑等組成。把它們組合在一起,噴灑在圓柏雄株小孢子葉球表面,形成一層包裹膜,使花粉重力增加,從而幫助花粉更有效沉降、減少散粉數量。團隊使用頂空收集法收集花粉,實驗顯示,噴花粉沉降劑沉降花粉的效果是噴水的17倍至20倍。沉降劑還可以延緩花粉釋放長達12小時,輔助減少花粉的擴散。

談及花粉延緩釋放的好處,秦嶺說,花粉集中釋放的時間根據溫度變化大致為9點到16點,這正好是市民上班或者逛公園的時間,環衛工人每天要噴水2-3次。如果8點噴一次沉降劑,花粉沉降和釋放的時間可以推遲到20點,如此一來,不僅減少了它們對過敏患者的干擾,也節約了環衛成本。
目前,團隊已經在校園中對雄株圓柏連續兩年試用了花粉沉降劑,取得了一定成效。他們還對校園內所有圓柏雄株建立「一樹一檔」,對花粉量進行分級,密切監測花粉量,並持續開展抑制花粉飄散試驗,「現在有很多企業想把沉降劑產業化,我們也希望它能盡快走入市場,讓老百姓獲益」。
北京市園林綠化局官網信息顯示,目前,北京市園林綠化科學研究院自主研發的柏樹花粉固定劑進入中試階段。通過噴施固定劑可使柏樹雄株小孢子葉球表面形成高分子膜,對花粉散出具有一定的抑製作用。
該固定劑為無毒無害、環境友好型高分子有機物,在後期經過雨水和光照會自然降解。目前,已在元大都城垣遺址公園、北小河公園以及十三陵林場開展花粉物理防治實驗應用。下一步,將結合實驗應用情況,進一步改良提升抑制花粉飄散的應用效果,提出最佳應用時間。
末端控制,何時噴水防治可參考指示植物
劉國彬說,除了育種源頭控制花粉、中途調控減少花粉,還可以在花粉形成後減少其濃度,目前主要的方式就是無汙染的噴水方式,適合需要重點保護的圓柏古樹。
「今年大家之所以覺得花粉很多,是因為去年冬天和今年春天乾旱少雨,與往年氣溫逐漸上升不同,今年春天前期氣溫較高,當光照和氣溫達到一定條件時,花粉囊爆裂,花粉就會噴出。」他說,以往單株圓柏經常是上面的枝條散粉後,中下層的枝條才開始散粉,是一個逐漸散粉的過程。而去年冬季偏暖,今年春季升溫快,加快了花粉成熟,單株圓柏的上下枝條同時散粉,不同雄株的散粉時間比較集中,所以風一來,出現了花粉雲霧狀態,「如果下兩場春雨,不會產生這麼大的影響。」
他說,當用手輕撚雄毬花時,手上粘有花粉,說明花粉發育成熟,即將散粉,園林工人可以提前對雄株圓柏進行噴水作業,降低花粉濃度,預防花粉霧的形成。
為了更加準確拿捏防控時機,北京農學院房克鳳教授在校園中進行了物候觀察。她說,柏樹雄毬花爆裂需要光照和溫度,但對公園方來說,很難準確計算出該時間。她發現,柏樹雄毬花即將爆裂時,正好是榆樹的開始結籽期和連翹的初花期。「所以,我建議公園尋找一些指示植物作為參考,從而更加有效地對花粉進行防治。」房克鳳說。
新京報記者 張璐
編輯 樊一婧 校對 楊利