Pueraria montana — вид растения из ботанического семейства Fabaceae . [3] Известно по крайней мере три подвида (альтернативно называемых разновидностями). Он тесно связан с другими видами рода Pueraria ( P. edulis и P. phaseoloides ), и общее название kudzu используется для всех этих видов и гибридов между ними. Морфологические различия между ними незначительны, они могут размножаться друг с другом, и, по-видимому, интродуцированные популяции kudzu в Соединенных Штатах имеют происхождение от более чем одного вида. [4] [5]
Это сезонное вьющееся растение, растущее высоко там, где есть подходящие поверхности ( деревья , скалы , стены ), а также растущее как почвопокровное растение там, где нет вертикальных поверхностей. Это многолетняя лиана с клубневыми корнями и веревкообразными темно-коричневыми стеблями длиной до 20 м (66 футов). Оно вырастает до 20 метров (66 футов) в год и может достигать высоты 30 метров (98 футов). У него заметно волосатые травянистые стебли.
Pueraria montana произрастает в Восточной Азии , в основном в субтропических и умеренных регионах Китая , Японии и Кореи , [6] [7] с тройчатыми листьями, состоящими из трех листочков . [8] [9] Каждый листок большой и яйцевидный, с двумя-тремя лопастями каждый и волосками на нижней стороне. [8] [10] Вид может фиксировать атмосферный азот , который может поставлять до 95% азота листьев растению на бедных почвах. [8] Вдоль лоз расположены узлы , точки, в которых стебли или усики могут размножаться, чтобы увеличить поддержку и прикрепиться к структурам. [8] Как вьющаяся лиана , кудзу использует стебли или усики, которые могут выходить из любого узла на лозе, чтобы прикрепляться и подниматься по большинству поверхностей. [6] [8] [11] Кроме того, узлы лозы кудзу обладают способностью укореняться при контакте с почвой, что еще больше закрепляет лозу на земле. [6] [8] Корни клубневые и содержат много крахмала и воды, а переплетение растения обеспечивает меньшую концентрацию углерода в построении древесных стеблей и большую концентрацию в корнях, что способствует росту корней. [8] Корни могут составлять до 40% от общей биомассы растения. [6]
Цветки красновато-фиолетовые и желтые, ароматные, похожие на цветки гороха, около 20–25 миллиметров ( 3 ⁄ 4 –1 дюйма) в ширину и образуются на оси листа в удлиненных кистях длиной около 20 сантиметров (8 дюймов). Период цветения длится с июля по октябрь. Плод — плоский волосатый стручок длиной около 8 сантиметров (3 дюйма) с тремя семенами.
Основной метод размножения кудзу — бесполое вегетативное распространение (клонирование) , которому способствует способность укореняться везде, где стебель контактирует с почвой. [8] В половом размножении кудзу полностью зависит от опылителей. [8]
Хотя кудзу предпочитает лесную поросль и опушки с высокой степенью воздействия солнца, растение может выживать как на полном солнце, так и в полутени. [6] [8] Эти свойства кудзу сделали его привлекательным в качестве декоративного растения для затенения веранд на юго-востоке США , но они способствовали росту кудзу, поскольку он стал «структурным паразитом» южных штатов, [8] окутывая целые строения, если его не обрабатывать [10] и часто называемый «лоза, которая съела юг». [12]
[13]
Латинский специфический эпитет montana относится к горам или происходящему из гор. [14]
Кудзу называют «квазидиким» видом, поскольку он выращивался и селективно размножался людьми на протяжении тысячелетий в его родном ареале, но культивируемые штаммы никогда не изолировались от диких популяций, что приводило к повторяющимся обменам между диким и выращиваемым кудзу. В результате генофонд кудзу разнообразен, энергичен и сильно зависит от взаимоотношений растения с людьми. [15] Кудзу в основном используют в пищу, для получения волокна и в качестве лекарственного растения; его также используют для изготовления бумаги, для плетения корзин и в качестве источника пищи для скота.
Крахмалистый корень кудзу использовался в пищу в Китае еще до 540 г. н. э., для этой цели были выведены специальные сорта, и он часто поддерживал китайцев во время голода, который случался на протяжении всей истории. Крахмал кудзу используется в качестве загустителя или желирующего агента, аналогичного крахмалу маранты, тапиоки или картофеля, и имеет множество предполагаемых преимуществ в качестве здоровой пищи. [16] [17] Кудзу по-прежнему используется в пищу в Китае, Японии и Корее. Крахмал кудзу является важным компонентом многих японских кондитерских изделий и сладостей, ценится за его способность прочно застывать с тонким, полупрозрачным внешним видом. Его также превращают в муку и можно использовать для приготовления лапши. [18] [19] Кроме того, кудзу считается важным лекарственным растением и иногда продается в качестве добавки в магазинах здорового питания.
Ткань кудзу называется «ко-пу», и археологические записи указывают на то, что ко-пу использовался в Китае по крайней мере 6000 лет назад. Со времен династии Чжоу до начала двадцатого века кудзу был одним из трех основных текстильных материалов, используемых в Китае, а другими были шелк и рами . Текстиль кудзу был недорогим и широко распространенным и составлял такую важную часть торговли, что у династии Чжоу был специальный офис для решения вопросов, связанных с кудзу. [15] В Японии самые ранние свидетельства о ткани кудзу датируются 300-538 гг. н. э., и ее продолжали использовать в период Эдо. Волокно кудзу — это лубяное волокно , как лен или пенька . Чтобы получить лубяные волокна, новые молодые лозы собирают летом и кипятят, затем оставляют ферментироваться под действием естественных бактерий в кучах травы, пока внешняя кора не станет слизистой и ее можно будет смыть проточной водой. [18]
В 2023 году кудзу был использован для разработки биоразлагаемой альтернативы пластиковой упаковке пищевых продуктов. [20]
Естественный ареал Pueraria montana можно найти в Индии , Мьянме , Индокитае , Китае , Корее , Японии , Таиланде , Малайзии , на островах Тихого океана и в северной Австралии . [21] В своей родной среде обитания он и его близкородственные виды встречаются на обширных территориях; виды генетически разошлись из-за викариантности . Его инвазивность можно объяснить сходством как между местными, так и недавно захваченными нишами, эффективно расширяя его обитаемый ареал в области с климатом, который он в противном случае не смог бы выдержать. [22]
Некоторые исследователи утверждают, что из-за тесной связи между кудзу и людьми со времен неолита, сбор урожая человеком является основным механизмом экологического контроля, который удерживает кудзу под контролем в его естественном ареале. В Восточной Азии, где кудзу является ценным растением, приносящим много пользы человеку, многие тысячелетия человеческого отбора и выращивания способствовали распространению растения в новые районы и привели к широкому, адаптивному генофонду. Однако, хотя люди и принесли пользу кудзу, регулярный сбор лоз и корней снизил бы конкурентоспособность растения и его агрессивный рост, то есть люди по сути служили биологическим контролем для кудзу. [15]
Как и другие экзотические виды, проникновение в другие регионы произошло благодаря деятельности человека. Семена распространяются млекопитающими и птицами. Кудзу — это растение, приспособленное к засухе. Только надземные части повреждаются морозом; толстые корни-хранилища растут на глубину до 1 метра. Он образует новые многолетние корневые коронки из стеблевых узлов, соприкасающихся с землей.
Экологические требования вида соответствуют требованиям субтропических и умеренных зон обитания. [23]
В Европе Pueraria montana произрастает в нескольких местах в теплых регионах Швейцарии и Италии, вблизи озер Маджоре и Лугано .
Во время Второй мировой войны кудзу был завезен в Вануату и Фиджи Вооруженными силами США в качестве камуфляжа для техники. Теперь это там основной сорняк. [24]
Pueraria montana также становится проблемой в Квинсленде .
В Соединенных Штатах Pueraria montana широко распространена в прибрежных штатах от восточного Техаса до Флориды , на севере до Мэриленда , а также внутри страны в Арканзасе , Кентукки , Миссури , Пенсильвании , Теннесси , Вашингтоне, округ Колумбия , и Западной Вирджинии . С 2004 года кудзу продвинулся дальше на север вдоль реки Огайо , появившись в Иллинойсе , Индиане и Огайо . [25] Из всех затронутых штатов три на юго-востоке имеют самые сильные заражения: Джорджия, Алабама и Миссисипи.
Из-за агрессивной, лазающей природы P. montana он часто вызывает затенение и гибель местной растительности, что приводит к монокультуре P. montana. По мере распространения P. montana затеняет и давит своих конкурентов своим весом, уничтожая все на своем пути. В результате разрастания над местными растениями и деревьями он блокирует их доступ к жизненно важным ресурсам, таким как солнечный свет, убивая молодую растительность. Это приводит к резкому сокращению местного биоразнообразия на местном уровне. [8]
Помимо потери биоразнообразия видов растений, P. montana может оказывать негативное влияние на животных. Многие виды растений, которые подавляются P. montana из-за его неконтролируемого и быстрого роста, негативно влияют на некоторых диких животных, которые имеют особые мутуализмы или пищевые отношения с этими видами растений. [8] Это потенциально может привести к гибели определенных видов животных, в частности травоядных , которые зависят от некоторой растительности как от источника пищи и убежища. Это важные факторы, которые приводят к разрушению среды обитания и сокращению биоразнообразия животных.
Прогнозируется, что изменения в глобальной окружающей среде, такие как более высокий уровень CO2 , более высокие температуры, более высокие темпы осаждения азота и большая фрагментация естественных мест обитания, увеличат распространение P. montana .
Кудзу очень чувствителен к повышенному уровню CO2 , поскольку это приводит к максимальному расширению листьев, увеличению их размера и общему увеличению производства листьев на 12%. В свою очередь, растение имеет более высокое тургорное давление , что приводит к улучшению его потенциала роста. Поскольку концентрация CO2 в атмосфере продолжает расти, возможно потенциальное усиление инвазивности P. montana . [ 26]
С глобальным потеплением ночные температуры имеют тенденцию к повышению. Данные, собранные в Соединенных Штатах за последние несколько десятилетий, показали сокращение морозных дней, более раннюю дату последнего заморозка весной и более позднюю дату первого заморозка осенью. [8] Это благоприятствует распространению P. montana .
Предполагается, что распространение P. montana на север ограничено низкими температурами. Холодные температуры вызывают гибель листьев и задержку их расширения. Однако с постоянным ростом глобальной температуры прогнозируется, что P. montana быстро распространится на север в результате увеличения количества более теплых дней. [8]
