Кудзу ( / ˈ k uː d z u , ˈ k ʊ d -, ˈ k ʌ d - / ), также называемый японской марантой или китайской марантой [1] [2] представляет собой группу вьющихся, извивающихся и стелющихся листопадных многолетних лиан, произрастающих в большей части Восточной Азии , Юго-Восточной Азии и на некоторых островах Тихого океана [2] , но являющихся инвазивными во многих частях мира, в первую очередь в Северной Америке .
Лоза густо обвивает другие растения и деревья и растет так быстро, что душит и убивает их, блокируя большую часть солнечного света и занимая место для корней. [3] Растения относятся к роду Pueraria , семейству бобовых , подсемейству мотыльковых . Название происходит от японского названия растения восточноазиатская маранта ( Pueraria montana var. lobata ), кузу (クズ/葛) . [4] [примечание 1] Там, где эти растения натурализовались , они могут быть инвазивными и считаются вредными сорняками . Растение съедобно, но часто опрыскивается гербицидами. [3]
Название кудзу описывает один или несколько видов рода Pueraria , которые тесно связаны, и некоторые из них считаются разновидностями , а не полными видами. Морфологические различия между подвидами P. montana незначительны; они могут размножаться друг с другом, и интродуцированные популяции кудзу в Соединенных Штатах, по-видимому, имеют происхождение от более чем одного подвида. [9] [10] Они:
Различные другие виды Pueraria sensu stricto также известны как «кудзу» с прилагательным, но они не так широко культивируются и не интродуцированы.
Кудзу называют «квази-диким» из-за его долгой истории выращивания, селективного разведения в различные сорта и последующего возвращения в дикие условия. Некоторые исследователи предполагают, что человек является основным хищником кудзу в его естественном ареале, и что использование и выращивание человеком кудзу способствуют его успеху как инвазивного вида и являются формой биологического контроля кудзу. [12]
Кудзу распространяется вегетативным путем через столоны (побеги), которые укореняются в узлах , образуя новые растения, и корневищами . [13] Кудзу также распространяется семенами , которые содержатся в стручках и созревают осенью, хотя это случается редко. [14] На гроздь стручков вырабатывается одно или два жизнеспособных семени. Твердо покрытые семена могут оставаться жизнеспособными в течение нескольких лет и могут успешно прорастать только тогда, когда почва постоянно влажная в течение 5–7 дней, с температурой выше 20 °C (68 °F). [15]
После прорастания саженцы должны содержаться в хорошо дренированной среде, которая сохраняет высокую влажность. На этой стадии роста кудзу должно получать как можно больше солнечного света . [16] Саженцы кудзу чувствительны к механическим воздействиям и повреждаются химическими удобрениями. Они не переносят длительных периодов тени или высокого уровня грунтовых вод. Кудзу может выдерживать условия от солнечных до тенистых по достижении своей зрелой стадии; однако оптимальными являются опушки леса с большей доступностью света. [17]
Кудзу использовался как форма контроля эрозии и для улучшения почвы. Как бобовое растение , он увеличивает содержание азота в почве посредством симбиотических отношений с азотфиксирующими бактериями . [18] Его глубокие стержневые корни также переносят ценные минералы из подпочвы в верхний слой почвы, тем самым улучшая верхний слой почвы. В обезлесенной части центрального бассейна Амазонки в Бразилии он использовался для улучшения порового пространства почвы в глинистых латосолях , тем самым освобождая даже больше воды для растений, чем в почве до вырубки лесов. [19]
Кудзу может использоваться пасущимися животными, так как он имеет высокое качество в качестве корма и приятен на вкус для скота . Его можно пасти до заморозков и даже немного после. Кудзу использовался на юге Соединенных Штатов специально для кормления коз на землях с ограниченными ресурсами. Сено кудзу обычно содержит 22–23% сырого протеина и более 60% общей усвояемой питательной ценности. Качество листьев снижается по мере увеличения содержания лозы по сравнению с содержанием листьев . Кудзу также имеет низкую урожайность корма, несмотря на скорость роста , давая около двух-четырех тонн сухого вещества с акра в год. Его также трудно тюковать из-за его плетистого роста и медленного испарения воды. Это делает необходимым помещать сено кудзу под защищенное место после тюкования. Свежий кудзу охотно потребляется всеми видами пасущихся животных, но частый выпас в течение трех-четырех лет может разрушить даже устоявшиеся насаждения. Таким образом, кудзу служит хорошей пастбищной культурой только на временной основе. [3]
Волокна кудзу издавна использовались для плетения и плетения корзин. Длинные побеги, которые размножаются на полях кудзу, и более крупные лозы, которые покрывают деревья, являются прекрасным материалом для плетения. Некоторые производители корзин используют материал в сыром виде. Другие используют его, разделив пополам, дав ему высохнуть, а затем повторно увлажнив горячей водой. Как традиционные, так и современные мастера плетения корзин используют кудзу. [20]
Кудзу содержит изофлавоны , включая пуэрарин (около 60% от общего числа изофлавонов), даидзеин , даидзин (структурно связанный с генистеином ), мирифицин и сальвианоловую кислоту , среди множества других идентифицированных веществ. [21] В традиционной китайской медицине , где она известна как gé gēn (gegen), кудзу считается одной из 50 основных трав, которые, как считается, обладают терапевтическим эффектом, хотя нет высококачественных клинических исследований, указывающих на то, что она имеет какую-либо активность или терапевтическое применение для людей. [22] [23] [примечание 2] Соединения икариина , астрагала и пуэрарина смягчают перегрузку железом в коре головного мозга у мышей с болезнью Альцгеймера. [24] Побочные эффекты могут возникнуть, если кудзу принимают люди с гормонально-чувствительным раком или те, кто принимает тамоксифен , противодиабетические препараты или метотрексат . [23]
Корни содержат крахмал , который традиционно использовался в качестве пищевого ингредиента в Восточной и Юго-Восточной Азии. Во Вьетнаме крахмал, называемый bột sắn dây , приправляют маслом помело , а затем используют в качестве напитка летом. В Корее из корня растения делают чикча (칡차; «чай из маранты»), используемый в традиционной медицине, а обработанный крахмал используют в кулинарных целях, например, как основной ингредиент для нэнмёна (칡냉면). В Японии растение известно как kuzu , а крахмал называется kuzuko . Kuzuko используется в таких блюдах, как kuzumochi , mizu manjū и kuzuyu . Он также служит загустителем для соусов и может заменить кукурузный крахмал. [25]
Цветы используются для приготовления желе , которое по вкусу напоминает виноградное желе. [26] [27] Корни, цветы и листья кудзу проявляют антиоксидантную активность, что предполагает их использование в пищу. [26] Соседние колонии пчел могут питаться нектаром кудзу во время засухи в качестве последнего средства, производя маловязкий красный или фиолетовый мед , который по вкусу напоминает виноградное желе или жевательную резинку . [27]
Кудзу также использовался в течение многих столетий в Восточной Азии в качестве народной медицины с использованием травяных чаев и настоек . [28] Порошок кудзу используется в Японии для приготовления травяного чая под названием кудзую . Какконто ( китайский и японский : 葛根湯; пиньинь : gégēntāng ; rōmaji : kakkontō ; букв. «Суп из корня кудзу») — травяной напиток, берущий свое начало в традиционной китайской медицине , предназначенный для людей, страдающих различными легкими заболеваниями, такими как головная боль . [28]
Волокно кудзу, известное как ко-конопля, [29] традиционно используется для изготовления одежды и бумаги, [30] а также было исследовано для использования в промышленных масштабах. [31] [32] Волокно кудзу — это лубяное волокно, похожее на коноплю или лен, и использовалось для изготовления одежды в Китае по крайней мере 6000 лет и в Японии по крайней мере 1500 лет. В древнем Китае кудзу был одним из трех основных материалов для одежды и текстиля, а шелк и рами были двумя другими. [12] Кудзу до сих пор используется в Японии, в основном для плетения оби, которые носят летом. [33]
Он может стать ценным активом для производства целлюлозного этанола . [34] На юге США кудзу используется для изготовления мыла , лосьонов и компоста . [35]
Экологический и природоохранный ущерб от кудзу является результатом его вытеснения других видов за ресурс. Кудзу конкурирует с местной флорой за свет и блокирует им доступ к этому жизненно важному ресурсу, разрастаясь над ними и затеняя их своими листьями. В результате местные растения могут погибнуть. [36]
Когда кудзу вторгается в экосистему, он делает опавшие листья более лабильными , тем самым уменьшая способность почвы к связыванию углерода . Это подпитывает изменение климата. [37]
Кудзу — печально известный сорняк в Соединенных Штатах, [38] где его можно найти в 32 штатах. [39] Он распространен вдоль обочин дорог и других нарушенных территорий на большей части юго-востока, [40] вплоть до сельских районов округа Пуласки, штат Иллинойс . Лоза стала больным местом в культуре юга США . Оценки скорости его распространения сильно различаются; было описано, что он распространяется со скоростью 150 000 акров (610 км 2 ) в год, [41] хотя в 2015 году Лесная служба США оценила скорость всего в 2500 акров (10 км 2 ) в год. [38]
Небольшой участок кудзу был обнаружен в 2009 году в Лимингтоне, Онтарио , втором по теплому климату регионе Канады после южного побережья Британской Колумбии. [42] [43]
Кудзу был завезен из Японии в Соединенные Штаты в японском павильоне на выставке Centennial Exposition 1876 года в Филадельфии. [28] Он также был показан на Всемирной выставке в Чикаго . [39] Он оставался садовым растением до эпохи Пыльной бури (1930–1940-е годы), когда виноградная лоза была продана как способ для фермеров остановить эрозию почвы . Новая Служба охраны почв вырастила семьдесят миллионов саженцев кудзу и заплатила 8 долларов за акр (что эквивалентно 174 долларам в 2023 году) любому, кто посеял виноградную лозу. Строители дорог и железных дорог сажали кудзу для стабилизации крутых склонов. Фермер и журналист Чаннинг Коуп, которого в 1949 году в журнале Time прозвали «ребенком кудзу» , популяризировал его на Юге как средство для устранения эрозии почв. Он основал Американский клуб любителей кудзу, который к 1943 году насчитывал 20 000 членов. Клуб намеревался засадить 8 миллионов акров (32 000 км 2 ) по всему Югу. [38] К 1945 году культивация достигла пика в более чем один миллион акров (4 000 км 2 ). [44] После того, как выплаты Soil Service прекратились, большая часть кудзу была уничтожена, поскольку фермеры перевели землю на более прибыльные цели. Soil Conservation Service вообще прекратила продвижение кудзу к 1950-м годам. [38]
Продолжающиеся мифы о кудзу как о захватчике, который мчится со скоростью мили в минуту, вероятно, связаны с его видимостью, покрывающей деревья на лесистых обочинах дорог, и расцветающей на солнце на опушке леса. Несмотря на известность кудзу, азиатская бирючина и инвазивные розы оказались более серьезными угрозами в Соединенных Штатах. [38]
В Европе кудзу с 2016 года включен в список инвазивных чужеродных видов, вызывающих озабоченность Союза (список Союза). [45] Это означает, что этот вид нельзя импортировать, выращивать, перевозить, коммерциализировать, высаживать или намеренно выпускать в окружающую среду в любой точке Европейского Союза. [46]
В некоторых регионах Италии и Швейцарии есть лишь несколько популяций кудзу. В Швейцарии он встречается почти исключительно в Тичино , где его можно обнаружить в дикой природе по крайней мере с 1956 года. [47] Большинство вспышек сосредоточено вокруг озера Лугано и озера Маджоре , где климат (жаркое лето и мягкая зима) способствует его росту. Однако вспышки в периферийных районах, таких как долина Онсерноне и Нижняя Левентина, вероятно, связаны с незаконной утилизацией растительных отходов. В настоящее время действует план по сокращению и, в конечном итоге, искоренению популяции кудзу в Тичино. [48]
Во время Второй мировой войны кудзу был завезен на Вануату и Фиджи вооруженными силами США в качестве камуфляжа для техники и стал основным сорняком. [49]
Кудзу также становится проблемой на северо-востоке Австралии . [50]
В Новой Зеландии кудзу был объявлен «нежелательным организмом» и в 2002 году был добавлен в реестр биобезопасности Новой Зеландии. [51]
Уничтожение всей подземной системы, которая может быть чрезвычайно большой и глубокой, не является необходимым для успешного долгосрочного контроля кудзу. Достаточно уничтожить или удалить корневую корону кудзу [52] и все укореняющиеся побеги. Корневая корона представляет собой волокнистую шишку ткани, которая находится поверх корней. Коронки образуются из нескольких узлов лозы, которые укореняются в земле, и варьируются от горошины до баскетбольного мяча. [52] Эти короны и прикрепленные клубневые корни могут весить 400 или 500 фунтов (от 180 до 225 килограммов) и простираться до двадцати футов (шести метров) в землю. [53] Возраст коронок коррелирует с тем, насколько глубоко они находятся в земле. Узлы и коронки являются источником всех лоз кудзу, а корни не могут производить лозы. Если какая-либо часть корневой коронки остается после попытки удаления, растение кудзу все еще может вырасти снова. [ необходима цитата ]
Механические методы борьбы включают в себя отрезание коронок от корней, обычно чуть ниже уровня земли. Это немедленно убивает растение. Обрезка надземных лоз недостаточна для немедленного уничтожения. Необходимо уничтожить весь удаленный материал коронки. Закопанные коронки могут регенерировать в здоровые кудзу. Транспортировка коронок в почве, удаленной от заражения кудзу, является одним из распространенных способов, с помощью которых кудзу неожиданно распространяется и появляется в новых местах. [ требуется ссылка ]
Может быть эффективным еженедельное скашивание, регулярный интенсивный выпас в течение многих лет подряд или многократное возделывание , поскольку это истощает корневые резервы. [52] Если это делается весной, обрезку лоз следует повторять. Отрастание, по-видимому, истощает запасы углеводов растения . Собранный кудзу можно скормить скоту, сжечь или компостировать. [ требуется ссылка ]
В Соединенных Штатах, в городе Чаттануга, штат Теннесси, в 2010 году была проведена пробная программа с использованием коз и лам для выпаса на растении. Аналогичные усилия по сокращению повсеместного надоедливого роста кудзу были также предприняты в городах Уинстон-Сейлем, Северная Каролина [54] и Таллахасси, Флорида . [55]
Предписанное сжигание используется на старых обширных заражениях для удаления растительного покрова и стимулирования прорастания семян для удаления или лечения. Хотя огонь не является эффективным способом уничтожения кудзу, [52] оборудование, такое как погрузчик с бортовым поворотом , может позже удалить короны и уничтожить кудзу с минимальным нарушением или эрозией почвы. [56]
Системный гербицид , например, глифосат , [57] триклопир , [57] или пиклорам , [58] можно наносить непосредственно на срезанные стебли, что является эффективным средством транспортировки гербицида в обширную корневую систему кудзу. [59] Гербициды можно использовать после других методов контроля, таких как скашивание, выпас скота или сжигание, что может облегчить нанесение химиката на ослабленные растения. [60] При крупномасштабном заражении лесов было показано, что почвенно-активные гербициды являются высокоэффективными. [59]
После первоначальной гербицидной обработки обычно необходимы последующие обработки и мониторинг, в зависимости от того, как долго кудзу растет в данной местности. После первоначальной химической обработки может потребоваться до 10 лет наблюдения, чтобы убедиться, что растение не вернется. [61]
С 1998 года Служба сельскохозяйственных исследований США экспериментировала с использованием грибка Myrothecium verrucaria в качестве биологического гербицида против кудзу. [41] Диацетилверруколиновый спрей на основе M. verrucaria работает в различных условиях (включая отсутствие росы ), наносит минимальный вред многим другим древесным растениям в местах обитания кудзу и действует достаточно быстро, так что кудзу, обработанный им утром, начинает показывать признаки повреждения к середине дня. [ 41] Первоначальные формулы гербицида производили токсичные уровни других трихотеценов в качестве побочных продуктов, хотя ARS обнаружила, что выращивание M. verrucaria в ферментере на жидкой диете (вместо твердой) ограничивает или устраняет проблему. [41]