Pueraria montana var. lobata | |
---|---|
Научная классификация | |
Королевство: | Плантае |
Клад : | Трахеофиты |
Клад : | Покрытосеменные |
Клад : | Эвдикоты |
Клад : | Росиды |
Заказ: | Фабалес |
Семья: | Бобовые |
Подсемейство: | Мотыльковые |
Род: | Пуэрария |
Разновидность: | |
Разнообразие: | П. м. вар. дольчатая |
Имя тринома | |
Pueraria montana var. lobata (Уиллд.) Мейсен и С.М.Алмейда экс Санджаппа и Предип | |
Синонимы [1] | |
Список
|
Pueraria montana var. lobata , восточноазиатская маранта ,или кудзу [2] — многолетнее растение семейства Бобовые .
На китайском языке это называется гэ (葛) , на японском языке кудзу (クズ, 葛) [3] и на корейском языке чик ( 칡 ) или гал (갈; 葛) .
Японская маранта, Pueraria montana var. lobata , является столонообразующим, полудревесным многолетним растением [4] , которое было завезено в Соединенные Штаты в 1876 году на Филадельфийской выставке Centennial. [5] Эта вьющаяся лиана имеет скорость роста 1 фут в день [6] и может быстро перерастать местную растительность, деревья и другие растения, полностью покрывая растения и затрудняя им доступ к источнику света. [7] Pueraria montana также имеет большие клубневые корни, которые занимают более половины ее биомассы [4] и могут достигать глубины почвы до 16 футов. [8] Рост лианы разнонаправленный и имеет скорость роста 18 м за сезон, которая начинается с корневой короны, где узлы лозы встречаются с почвой. [9] P. montana также имеет тройчатые сложные листья с 3 лопастными листочками [7] , которые поддерживаются снизу волосатым стеблем. [5] Цветы могут образовываться на лозах, которые имеют отчетливый виноградный аромат, [9] розовые и пурпурные лепестки, [10] и производятся в течение сезона цветения, который длится с июля по сентябрь. [5] Эта лоза также способна давать плоды, которые представляют собой гроздья, содержащие семена стручки, покрытые отчетливыми волосковидными структурами. [5]
Pueraria montana var. lobata — это высокоинвазивный вид, который растет, подавляя всю другую растительность вокруг себя и переползая через саженцы и взрослые деревья. Это, в свою очередь, может убить подавленные растения и повлиять на их мутуалистические взаимодействия с другими соседними растениями и животными. [4] Заражение P. montana может снизить биоразнообразие различных типов растений, животных и насекомых, на которые может повлиять сокращение и уничтожение местных видов. [7] Эта вьющаяся лиана также может легко вторгаться в нарушенные и заброшенные районы, [9] а также в естественные среды обитания, опоясывая стволы деревьев и стебли, укрепленные древесиной. [8] Из-за натяжения, создаваемого переплетением лиан, деревья могут быть связаны вместе и потенциально сброшены, поскольку лианы обвивают общую структуру деревьев. [4] Кроме того, корневая система P. montana является бобовой по своей природе, поскольку она помогает обогащать почву посредством своей ассоциации с азотфиксирующими бактериями, [4] но как только растение заражает определенную среду обитания, его быстрый рост может быть трудно контролировать. По словам Като-Ногучи (2023), фиксированный азот P. montana не только может быть перенесен в почву, но и при высоких концентрациях способен вымываться в различные водоемы и может влиять на водные экосистемы. [7] Кроме того, этот инвазивный вид также может биосинтезировать изопрен, который выбрасывается в атмосферу в больших количествах и может, в свою очередь, влиять на качество воздуха. [7]
Pueraria montana в основном распространяется вегетативным путем через корневища, побеги и может производить новые растения в узлах корней. [8] Это многолетнее растение также может размножаться с помощью полового размножения, которое происходит посредством опыления насекомыми с помощью пчел или других опылителей, хотя производство семян и их жизнеспособность низкие. [4]
P. montana имеет широкий спектр естественных мест обитания, включая смешанные леса, области, состоящие из кустарников, вдоль краев водоемов, а также заброшенные или нарушенные территории. [7] Этот вид растет на суглинистых почвах с pH в диапазоне от 4,5 до 7,0, на почвах, которые бедны питательными веществами, или на почвах, которые попадают в диапазон pH от 3 до 8. [7] Темпы роста также оптимальны, когда P. montana получает потребность в 1000–15 000 мм осадков в год. Кроме того, этот вид может также процветать в районах, где зимние условия мягкие (в диапазоне от 5 до 15 °C), а летние температуры высокие (выше 25 °C). Хотя его большая корневая система позволяет ему выживать при отрицательных температурах, которые могут опускаться до -29 °C. [11]
Профилактические мероприятия обычно не всегда успешны, а мероприятия по искоренению могут быть дорогостоящими и сложными процессами. Эффективность методов контроля зависит от масштаба заражения, близости к желаемым или местным видам и доступности участка заражения. [12] Pueraria montana var. lobata демонстрирует различные репродуктивные пути, что затрудняет контроль за его распространением. [13] Тем не менее, существует множество методов, используемых для контроля распространения Pueraria montana var. lobata, включая применение гербицидов, скашивание, выпас скота, сжигание и биологический контроль.
Применение гербицидов эффективно обеспечивает высокие показатели уничтожения, что приводит к снижению заражений и снижению затрат на управление, особенно при ежегодном применении. [13] Обработки могут потребоваться повторять в течение 10 лет для достижения полного искоренения, в зависимости от размера и возраста популяции, поскольку для более старых и крупных популяций может потребоваться вдвое больше гербицида. [11] Пиклорам исторически был самым эффективным гербицидом для контроля популяций кудзу, но он вреден для окружающей среды, оставляя остатки почвы и загрязняя грунтовые воды. [11] Биоразлагаемый гербицид глифосат доказал свою эффективность для контроля популяций кудзу, безопасен для использования в непосредственной близости от воды, [11] и наносит минимальный ущерб естественной среде обитания. [12] На некоторых территориях после применения гербицидов может использоваться предписанное выжигание, чтобы очистить опавшие листья и стимулировать повторное заселение местными видами. [12] После искоренения важно засадить территорию более желательными видами растений.
В исследовании 2012 года ученые имитировали травоядное питание, повреждая популяции кудзу путем срезания листьев и обрезки концов, чтобы определить эффективность хищничества в контроле инвазивных популяций кудзу в Китае. [14] Было обнаружено, что повреждение надземных частей растений снижает способность новых растений производить и хранить углеводы, тем самым снижая их конкурентоспособность. [14] Это дает доказательства того, что насекомые, питающиеся листьями, могут служить биологическими агентами контроля, специфичными для хозяина, против Pueraria montana var. lobata .
Альтернативные методы также использовались для контроля популяций Pueraria montana var. lobata . Популяции, которые являются молодыми по возрасту и небольшими по размеру, могут быть искоренены с помощью последовательного сжигания, кошения и выпаса скота. [11] Предписанное сжигание может быть эффективным после использования гербицидов, но при использовании само по себе оказывает незначительное влияние на корни и корневую корону. [15] Кошение эффективно для уменьшения высоты растений, но более эффективно для искоренения, если используется в качестве предшественника применения гербицидов. Однако кошение потенциально может распространить части лоз Кудзу на другие области, где они могут сформировать новое растение. [15] Искоренение путем выпаса скота является длительным процессом и может занять несколько лет и требует интенсивного оборота выпаса скота и усилий, чтобы сконцентрировать выпас скота только на растениях Кудзу. [15] Чтобы предотвратить повторный рост, необходимо уничтожить всю корневую ткань, что может быть сложно из-за глубоко зарытых корневых систем. [11]
Растение произрастает в Восточной Азии ( Китай , Тайвань , Япония , Корея ), на Дальнем Востоке России , в Юго-Восточной Азии ( Индонезия , Малайзия , Филиппины , Таиланд и Вьетнам ), а также в Тихом океане ( Новая Каледония , Папуа-Новая Гвинея , Соломоновы Острова и Вануату ). [16]
Pueraria montana var. lobata имеет несколько практических применений, а также используется в медицине и косметике. В корне кудзу присутствует более 70 фитохимических веществ, основными группами которых являются изофлавоноиды и тритерпеноиды с их гликозидами. [10] В цветках кудзу было обнаружено 41 фитохимическое вещество, включая большое количество изофлавонов. [10] Одним из основных фитохимических веществ в растениях кудзу является пуэрарин, который обладает антиоксидантными и омолаживающими свойствами. [17] Химические компоненты как корня, так и цветка полезны как в медицинских, так и в косметических целях. Листья растений кудзу можно употреблять в пищу как овощи, они богаты тритерпеноидными сапонинами и изофлавонами, [10] которые имеют ряд преимуществ для здоровья.
Корень Pueraria montana var. lobata, богатый биоактивными компонентами, использовался в традиционной медицине Восточной Азии. [10] Цветы кудзу также использовались в традиционной медицине при таких заболеваниях, как дизентерия и алкоголизм. [10] Фитохимические вещества в растениях кудзу содержат много антиоксидантов, которые могут снизить риск возникновения ряда заболеваний, таких как атеросклероз, диабет и рак. [17] Было обнаружено, что при использовании в сочетании с другими лекарственными травами Pueraria montana var. lobata снижает уровень глюкозы в крови натощак у пациентов с сахарным диабетом 2 типа. [18] Pueraria montana var. lobata также обладает гепатопротекторными свойствами и может использоваться в сочетании с другими растительными препаратами для усиления эффекта лечения острого поражения печени. [19]
Фитохимические соединения, присутствующие в Pueraria montana var. lobata, в частности флавоноидные соединения, которые широко используются в качестве ингредиентов для косметики, доказывают, что Кудзу является потенциальным источником биоактивных соединений в будущих косметических приложениях. [10] Было показано, что фитохимический пуэрарин, который содержится в корне Кудзу , подавляет образование конечных продуктов гликирования (AGE), связанных со старением кожи. [20] Другие исследования показали потенциал фитохимических веществ для участия в регенерации кожи, способствуя миграции, пролиферации и синтезу коллагена и тем самым способствуя провоспалительной активности кожи и эпителизации, что приводит к регенерации и заживлению кожи. [10] Это делает Pueraria montana var. lobata потенциально полезной альтернативой для производства косметики против старения и регенерации кожи. Кроме того, ингибирующая меланогенез активность Pueraria montana представляет особый интерес в косметике, особенно в Азии, где более светлая кожа предпочтительна среди женщин. [10] Исследования показали, что экстракт растения обладает антимеланогенезной активностью, активируя Akt/GSK-3b и прерывая созревание тирозиназы путем ингибирования a-глюкозидазы. [21]
Кроме того, было проведено исследование по изучению использования наноцеллюлозы Pueraria montana var. lobata в качестве устойчивого упаковочного материала. [22] Исследователи обнаружили, что изолированные нанокристаллы целлюлозы кудзу (CNC) являются подходящим армирующим материалом для нанокомпозитов. Однако необходимы дальнейшие исследования для определения устойчивых методов извлечения CNC.
Крахмальный порошок, полученный из восточноазиатского маранты, называется порошком кудзу . Порошок кудзу используется для приготовления чая из маранты в традиционной медицине Китая , Японии и Кореи [23] (в Корее также используется необработанный корень).
Производство этого порошка в Японии было сосредоточено среди народа кудзу (国栖), который когда-то жил вдоль реки Ёсино в префектуре Нара , что и дало растению его японское (а позднее и заимствованное в английском языке kudzu ) название. [24]