Кали козелок -Kali tragus
| Кали козелка | |
|---|---|
|
|
| К. козелок в режиме перекати-поле | |
Научная классификация 
|
|
| Королевство: | Plantae |
| Клэйд : | Трахеофиты |
| Клэйд : | Покрытосеменные |
| Клэйд : | Eudicots |
| Порядок: | Гвоздики |
| Семья: | Amaranthaceae |
| Род: | Кали |
| Разновидность: |
К. козелок
|
| Биномиальное имя | |
|
Кали козелка |
|
| Синонимы | |
|
Salsola kali L. subsp. козелок DC. |
|
Kali tragus - это разновидность цветкового растения семейства Amaranthaceae . Он известен под различными общими названиями, такими как русский чертополох колючий , колючий или солянка обыкновенная . Он широко известен как перекати-поле, потому что во многих регионах Соединенных Штатов это самый распространенный и наиболее заметный вид растений, вызывающих перекати-поле . Неофициально он также известен как « сальсола », что было его родовым названием до 2007 года.
В течение короткого периода в молодости его можно выпасать, но впоследствии он становится слишком колючим и древесным, чтобы его можно было съесть для большинства диких животных и домашнего скота (если сначала его не обработать). Взрослые экземпляры часто бывают больше метра в диаметре. По мере созревания плодов диаспора растения умирает, сохнет, затвердевает и отделяется от корня. Эта обособленная анатомическая часть Kali tragus называется перекати-поле , поэтому Kali tragus в просторечии называется «перекати-поле» (хотя есть и другие виды растений, которые также производят перекати-поле). После созревания, высыхания и отделения от растения перекати-поле будет кувыркаться (то есть катиться) из-за силы ветра. По мере того как эта мертвая структура кувыркается на ветру, она постепенно разрушается и разваливается, тем самым распространяя (возможно, до 200 000) семян. Если он остановится во влажном месте, он может быстро прорасти даже при очень небольшом количестве влаги. Он обладает высокой толерантностью к солености и может успешно конкурировать со многими местными растениями в определенных средах, например, на морских пляжах и особенно в лугах, пустынях или полузасушливых регионах. Следовательно, теперь он занимает самые разные среды обитания. Уроженец Евразии , Kali tragus оказался очень инвазивным в качестве интродуцированного вида и быстро стал обычным рудеральным сорняком нарушенных местообитаний по всему миру. Известно, что перекати-поле повреждает неместные растения и окружающую среду, а его легковоспламеняемость также иногда способствует распространению лесных пожаров , особенно в ветреную погоду. Горящий перекати-поле может распространить огонь по противопожарным барьерам и даже воспламенить здания или сооружения, против которых он останавливается.
Таксономия
Линней первоначально описал этот вид как Salsola tragus . Современное название ему дал Джованни Антонио Скополи .
Kali tragus произрастает в Евразии , но в 1870-х годах он появился в Южной Дакоте, когда оказалось, что льняное семя из России было заражено семенами Kali . Хотя это наиболее известные из этой группы сорняков, и сначала считалось, что это один четко определенный вид, теперь известно, что он включал более одного вида плюс несколько гибридов. Это привело к таксономической путанице при рассмотрении видов из родов Salsola и Kali в Америке. Недавние исследования показывают, что популяция, которая когда-то была отнесена к Salsola tragus, на самом деле включает три или более морфологически похожих вида, которые различаются размером и формой цветка. Группа была широко отнесена к семейству Chenopodiaceae , но Chenopodiaceae - включая роды Kali и Salsola - с тех пор были включены в Amaranthaceae. Теперь они отнесены к Salsoloideae , подсемейству Amaranthaceae.
Описание
Kali tragus - однолетний разнотравье . В привычке , молодое растение является прямым, но оно вырастает в закругленное скопление разветвленного, запутанные стебли, каждый из которых до около метра длиной. В зависимости от генетики и состояния растения листья и стебли могут быть зелеными, красными или полосатыми, могут быть голыми или опушенными . Листья имеют колючки, которые у большинства сортов настолько острые, что с растениями лучше всего обращаться в перчатках и другой подходящей защитной одежде, хотя у некоторых генетических вариантов есть только волосы на кончике. На молодом растении листья могут быть более 5 см в длину, сочные и более или менее цилиндрические ; эти молодые листья лиственные и опадают по мере созревания растения. Листья зрелого растения стойкие, кожистые, шире и короче молодых листьев (редко более 1 см в длину), жесткие и остроконечные. Они остаются на стебле до тех пор, пока растение не погибнет в конце сезона. В пазухе зрелого листа два листовых прицветника с цветком между ними. У цветка отсутствуют лепестки, но он окружен диском из широких крылатых чашелистиков , от беловатого до розового цвета.
Экология
Размножение и расселение
По мере развития плодов растение становится деревянистым. По мере созревания растение начинает погибать, засыхает и становится ломким. В этом состоянии основание стержня легко ломается, особенно при сильном ветре. Затем растение легко перекатывается на ветру и разносит семена, как перекати-поле .
Большой экземпляр Kali tragus может дать около 200 000 семян.
Инвазивный потенциал
Kali tragus оказался очень инвазивным в качестве интродуцированного вида и быстро стал обычным рудеральным сорняком нарушенных местообитаний во многих регионах Северной Америки, особенно на Среднем Западе . Этот вид также стал натурализованным в различных регионах Центральной и Южной Америки, а также в некоторых частях Южной Африки и Австралии. В настоящее время он занимает самые разные среды обитания в этих регионах и часто является первым или даже единственным колонизатором в условиях, когда ни один из местных видов не может успешно конкурировать . Из-за его предпочтения к песку и устойчивости к солености он обычно растет вдоль морских пляжей, а также на нарушенных пастбищах и в пустынных сообществах, особенно в полузасушливых регионах.
Съедобность
Молодое растение считается съедобным, а побеги молодых растений можно собирать и есть. По мере созревания растение становится слишком древесным, горьким и колючим, чтобы считаться съедобным. Молодые побеги можно есть сырыми в салатах, и, как сообщается, они становятся еще более ароматными, когда их готовят в горшочках. Молодые растения также считаются хорошим кормом для скота. Некоторые разновидности чертополоха могут содержать уровни щавелевой кислоты выше среднего , особенно в старых растениях, и людям, чувствительным к щавелевой кислоте, следует избегать этого рода, поскольку для некоторых людей это серьезный аллерген. Людям, у которых есть побочные реакции на употребление шпината , который также может содержать высокий уровень оксалатов , следует избегать употребления русского чертополоха.
Экология и менеджмент в сельском хозяйстве
Kali козелка является рудерально годовой разнотравно . Он быстро прорастает даже при очень небольшом количестве влаги в засушливых условиях. В молодом возрасте его можно свободно выпасать, но эта фаза длится только короткий период и обычно в то время, когда другого корма относительно много. После этого он становится сорняком в большинстве случаев. Одна из причин заключается в том, что по мере созревания большинство сортов становятся слишком колючими и древесными, чтобы их можно было просмотреть. По мере созревания плодов растение погибает, сохнет, становится твердым и ломким. Именно в этом состоянии он может отделиться от корня и превратиться в перекати-поле. Как перекати-поле, он очень большой, часто метр и более в диаметре, колючий, в значительной степени несъедобный для большинства домашнего скота, если его не обрабатывать, и опасность пожара . Однако в регионах с обильными зимними дождями влага размягчает как веточки, так и колючки, после чего ее снова поедают выносливые породы домашнего скота и некоторые виды диких животных.
Kali tragus приобрел плохую репутацию из-за своей игристости, древесности в зрелом возрасте и общей экологической конкурентоспособности, усиленной его характером перекати-поле, что позволяет ему быстро распространяться по открытому грунту. Князь Галлицын сообщил, что во время путешествия из своей родной России он проезжал через юго-запад Сибири и обнаружил, что ирригационный проект императорского правительства заброшен, а фермы заброшены из-за K. tragus . Кроме того, Орловская и Киевская области также были особенно заражены. В течение последнего столетия или более в большинстве публикаций, посвященных этой теме, обсуждалась ее пагубная природа, возрастающие угрозы, которые представляет этот вид, и способы борьбы с его инвазивностью; они в основном игнорировали другие его атрибуты.
Однако даже в ранних публикациях признавалось, что это растение является ценным фуражом в очень засушливых условиях, где жизнеспособны лишь немногие другие виды фуража. Что касается его вредной конкурентоспособности, большинство авторов подчеркивали его инвазивность, хотя некоторые упоминали его ценность для восстановления чрезмерно истощенных или подвергшихся иным злоупотреблениям земель.
Помимо своей ценности для домашнего скота и овец в некоторых регионах, Kali tragus является источником пищи и убежищем для нескольких видов диких животных. Его пищевая ценность высокая; он богат различными минералами, витамином А и фосфором. Это второстепенный кормовой компонент для бизонов , оленей и вапити . Вилорог едят его неохотно в условиях засухи, но питаются жадно в дождливую погоду , особенно во влажные годы. Луговые собачки потребляют его как основную пищу, где бы они ни встречались. Семенами питаются птицы, питающиеся семенами, и мелкие млекопитающие, такие как грызуны .
Kali tragus предлагает приют для некоторых диких животных. Некоторые виды оленей среднего размера используют его в некоторой степени, но в основном это представляет ценность для мелких млекопитающих и видов птиц, которые обычно живут близко к земле и укрываются под кустами.
Некоторые виды домашнего скота, такие как верблюды, и некоторые породы скота, адаптированные к условиям полупустынь, не боятся колючек, когда становится мало корма. Многие козы и некоторые породы овец, например каракульские, пасут кусты. Растение, как и многие представители Amaranthaceae, богато высококачественными белками с хорошим балансом незаменимых аминокислот . Семя тем более.
Kali tragus и многие родственные виды, в том числе некоторые, которые широко считаются инвазивными сорняками в других странах, ценятся в регионах их происхождения. Они приспособлены к неблагоприятным условиям окружающей среды, которые не поддерживают многие другие кормовые виды. В Узбекистане , например, стебли, плоды и листья являются питательным кормом для верблюдов круглый год; овцы и козы предпочитают его летом, но также в некоторой степени осенью и зимой. Плоды важны для откорма верблюдов, коз и каракульских овец; фрукты могут частично заменять концентраты, особенно осенью и зимой. В этих регионах однолетние виды Kali известны как «солянки»; они важны как засухоустойчивый и солеустойчивый корм и составляют доминирующую группу во флоре и растительности самых сложных природных условий. Некоторые полезны для стабилизации зыбучих песков и восстановления деградированных пастбищ, таких как засоленная почва красной пустыни Кызылкум . Некоторые виды также проникают в рудеральные участки или встречаются как сорняки на возделываемых полях.
Хотя Kali до сих пор не получил большого признания в современном питании домашнего скота первого мира, это может отражать короткие воспоминания, а не недостаток доказательств его достоинств; в эпоху Пыльной чаши ему приписывали спасение мясного скотоводства в Северной Америке. Обычные посевы сена закончились неудачей, и когда все другие источники оказались неэффективными, фермеры кормили свой скот перекати-поле.
Кали- менеджмент и восстановление почвы
Несмотря на господствующее мнение о том, что его присутствие вредно, Kali tragus имеет особую ценность для восстановления определенных классов нарушенных земель. Часто его присутствие полезно, особенно когда все еще присутствует первоначальный верхний слой почвы; этот вид не является хозяином каких-либо микоризных грибов , в то время как многие или наиболее распространенные растения фактически так адаптированы. В результате, когда микоризы, выжившие в верхнем слое почвы, вторгаются в корни Kali, они, как правило, убивают ткани, обычно задерживая рост или даже убивая растение. Когда растение умирает и микоризы съедают все, что могут, из его остатков, они разрастаются и заражают больше растений, благотворно влияя на самые желанные травы и разнотравье, но в ущерб большей части Кали , населявшей почву. Они остаются только для его обогащения, мульчирования и аэрации. Это способствует повторному проникновению в почву других растений, приспособленных к формированию выгодных симбиотических ассоциаций с микоризами. Над землей любые оставшиеся мертвые растения Кали создают тень, благоприятную для саженцев других растений; Сами растения Кали, с другой стороны, очень не переносят тени, поскольку очень хорошо приспособлены к открытой, бесплодной почве. Это , видимо , сложный процесс , как правило, заселить почва лучше и быстрее , чем убийство Кали с гербицидами и ждать, по- видимому , более желательных растений , чтобы сделать хорошие первоначальный ущерб почве.
На нарушенных участках без верхнего слоя почвы и, следовательно, с небольшим количеством микоризы или без нее, популяция Kali может оставаться доминирующей более десяти лет. Чтобы ускорить выздоровление, лучше добавить богатый верхний слой почвы с большим количеством органических материалов и микоризы, чем атаковать популяцию Кали . Однако важно не рассматривать экологические взаимосвязи слишком упрощенно; в некоторых случаях присутствие здоровых сорных растений на суровом участке без микоризы на самом деле, по-видимому, лучше способствует смене травы, чем там, где микоризный посевной материал уменьшил популяцию Kali . Предполагаемый конкурентный эффект Kali следует оценивать и контролировать в каждом случае. Более того, конечно, там, где деградированная почва фактически бесплодна, Кали лучше как первопроходец, чем просто оставлять землю совершенно бесплодной. Кали лучше всего растет на песчаной или, по крайней мере, рыхлой почве, поэтому может быть лучше обработать почву, чтобы стимулировать вторжение Кали в течение нескольких лет, пока ее присутствие не смягчит условия.
Другой фактор, который следует учитывать при работе с Кали, - это выпас или, в частности, чрезмерный выпас . В регионах, где наряду с калием присутствует конкурентоспособная растительность , чрезмерный выпас может благоприятствовать сорнякам, в то время как управление интенсивностью выпаса в пользу желаемых растений может быть наиболее экономичным и в долгосрочной перспективе наиболее эффективным способом борьбы с их разрастанием . Хорошим примером является борьба с проблемной Кали на зимних пастбищах снежного барана в национальном парке Джаспер путем надлежащего управления интенсивностью выпаса.
Кали и фиторемедиация
Особым классом смягчения воздействия на почву является фиторемедиация , в которой удаление и накопление токсичных элементов из почвы путем надлежащего управления ростом растений является основным компонентом. Поскольку такие ситуации с почвой, как свалки, как правило, являются крайними примерами нарушенных участков и часто имеют мелкую текстуру, виды Kali перспективны для определенных видов такой работы. Просто выращивая там в высокой плотности, они могут играть ценную роль в фитостабилизации , уменьшая ветровую эрозию и аналогичные процессы, способствующие распространению загрязнения. Сухой перекати-поле также использовалось в качестве мульчи на повторно засаженных грунтах угольных шахт в Аризоне.
Однако эти растения также перспективны как гипераккумуляторы для фиторемедиации путем фитоэкстракции , абсорбции определенных классов токсичных или, по крайней мере, нежелательных химических веществ из почвы. Обычно это ионы тяжелых металлов, таких как кадмий (Cd (II)), хром (как Cr (III), так и Cr (VI)), свинец (Pb (II)), мышьяк (как As (III), так и As ( V)), медь (Cu (II)), никель (Ni (II)) и цинк (Zn (II)). Такие процессы были изучены в Kali для всех этих ионов, а также для других ионов, таких как железо и кобальт . Кали оказался активным поглотителем всех этих ионов, а также некоторых других, и вполне может быть гипераккумулятором как меди, так и кадмия. Несомненно, он очень активно накапливал свинец и мышьяк, а также хром в наиболее токсичной шестивалентной форме.
Пока не ясно, будет ли Kali полезным видом для коммерческой фитоэкстракции, либо для фиторемедиации, либо для фитодобычи , но есть генетические переменные, по которым, в принципе, можно выбрать. Например, ионы, поглощаемые видами растений, по-разному связаны или хелатированы группами органических кислот, такими как оксалат или тиоловые группы , среди прочего. Некоторые из них, такие как арсенат , проходят через процессы метаболизма фосфатов, прежде чем связываться с серными группами.
Однако растение, которое поглотило некоторые уровни токсичных веществ (например, мышьяка, свинца или кадмия), которые могут накапливаться видами Kali, вероятно, не будет подходящим для пищи или кормов. Таким образом, места добычи фитоэкстракции должны быть защищены от домашнего скота.
Перспективы генетического улучшения
Такие соображения побудили некоторых рабочих рекомендовать активное использование завода из-за его очень привлекательных достоинств. К сожалению, растения в дикой природе очень разнообразны; Помимо присущей ему генетической изменчивости, инвазивные популяции широко гибридизировались с другими видами Kali, которые, по-видимому, были импортированы в то же время, и в некоторой степени этот род также гибридизируется в странах своего происхождения. Помимо таких источников изменчивости, существуют значительные вариации плоидности . Непредсказуемость достоинств диких сортов может расстроить фермеров, которые попробовали этот вид и обнаружили, что семена диких растений не дают урожая Кали, который оправдывает их надежды, поэтому они, как правило, отказываются от попыток.
Однако, несмотря на связанные с этим трудности, генетическая изменчивость растений действительно предполагает возможности для генетического улучшения. Присутствие тетраплоидов и гексаплоидов улучшает перспективы появления новых вариантов в популяции. Этот вид, его гибриды и варианты привлекли внимание как ценные перспективы для селекции для различных сельскохозяйственных целей. Оказалось , что наиболее желательные и самые нежелательные генетически определенные признаки подвергаются независимой сортировке , что является необходимым условием для эффективного отбора независимых признаков, так что, например, можно выбрать племенное стадо с желательными признаками, не будучи неспособным отобрать для отсутствие нежелательных атрибутов. Можно было выбрать, скажем, линии, богатые белком, но без шипов.
Чтобы оценить последствия изменчивости, рассмотрим следующие отдельные примеры изменчивости ключевых характеристик сухого вещества, обнаруженные в примерно 70 образцах, собранных на юго-западе США:
| * сырой белок | 5,4% - 22,3% |
| * кислотно-моющее волокно | 20,1% - 48,8% |
| * кислотно-моющий лигнин | 3,1% - 10,4% |
| * нитрат | 0,1% - 6,2% |
| * водорастворимый оксалат | 0,2% - 9,1% |
Эти цифры не являются единственными важными генетически детерминированными переменными, но они иллюстративны. Обратите внимание, что высокие значения в списке отличаются от соответствующих низких значений коэффициентами в диапазоне от чуть более 2 в случае кислотно-детергентного волокна до более 60 для содержания нитратов. Другие физические переменные, такие как размер и шипастость, также заметно различаются. Как уже отмечалось, во многих регионах растение проходит через свою наиболее вкусную и уязвимую фазу, прежде чем потребность в фуражах становится все более острой. Однако некоторые сорта не колючие, так что есть возможности для разведения линий, которые можно использовать в течение большей части сезона. Также обратите внимание, что, хотя некоторые переменные, такие как содержание белка, предпочтительно должны быть как можно более высокими, другие, хотя и безвредны или даже полезны при низких уровнях, могут быть нежелательными или даже опасными при самых высоких зарегистрированных уровнях. Например, флора рубца у жвачных животных эффективно метаболизирует нитраты и оксалаты при умеренных концентрациях, но если концентрация превышает их метаболическую способность, необработанные ионы могут отравить домашний скот. Штаммы растений, отобранные для умеренных уровней такого содержания, поэтому можно скармливать без строгих мер предосторожности, но токсичные компоненты других штаммов лучше всего разбавлять, смешивая корм Kali с другим, более безопасным кормом, или обрабатывая его смягчающими агентами. Например, избыток растворимого оксалата можно осаждать, добавляя в корм известь; осажденный оксалат безвреден. Усвояемость также варьировала в этом исследовании, но усвояемость Kali в целом была выше, чем усвояемость трав.
Еще одна желательная черта Kali tragus и нескольких родственных видов - это то, что он солеустойчив в засушливой и песчаной среде. На самом деле, кажется, что он лучше всего работает при уровне соли, который - хотя и умеренный - слишком высок для большинства культур. Выращивание растения в среде, слишком засоленной для большинства других кормовых видов, даже достаточно высокой, чтобы вызвать стресс у Kali , на самом деле увеличивает некоторые его достоинства в качестве корма. В частности, он увеличивает общее содержание азота, но снижает некоторые (возможно, безвредные) уровни потенциально токсичных веществ, таких как растворимые оксалаты и нитраты.
Другие проблемы и продукты
Одним из нежелательных свойств Kali tragus является то, что он обычно представляет опасность возгорания, во-первых, потому, что он легко воспламеняется после полного высыхания, отчасти из-за содержания в нем нитратов, которое может быть очень высоким, иногда более 6% от сухого веса . Во-вторых, в сезон, когда рост Kali был сильным, сильные ветры часто накапливают шокирующие клубки перекати-поля, покрывая целые здания или захватывая транспортные средства настолько полно, что предотвращают самопроизвольный выход, особенно в случае возгорания сухого материала. Когда они упираются в проволочные заборы, сила ветра, направленного против массы, может повредить забор, как и огонь, если масса воспламенится. В условиях лесных пожаров на открытой местности сильный ветер часто сносит горящие перекати-поля через противопожарные проходы , нарушая стандартные меры пожаротушения . Когда горящие сорняки останавливаются зданиями или штабелями, они воспламеняют такие объекты более эффективно, чем любой другой перекати-поле на открытых равнинах, будучи плотными и древесными в зрелом состоянии, а также легковоспламеняющимися.
Комплекс Kali tragus предположительно связан с аллергической чувствительностью к различным частям растения. У многих людей после контакта с растением появляется кожная сыпь и другие реакции. Царапины и ссадины на колючках или твердых стеблях растения могут вызвать зуд или воспаление кожи. Кроме того, оплодотворение у представителей этого рода и большинства видов во всем семействе, по крайней мере, частично происходит за счет ветрового опыления , а в некоторых регионах их количество пыльцы может составлять до 5% от общего количества пыльцы, вызывая множество аллергических сенсибилизаций.
Некоторые виды также собирают для экстракции таких соединений, как алкалоид «сальсолин», используемый при приготовлении некоторых фармацевтических препаратов.
В сушеном виде перекати-поле с растением, как правило, трудно работать, поскольку оно упругое, колючее, легковоспламеняющееся и хрупкое, но, как и многие другие высушенные растительные материалы, в первую очередь травяная солома, его прессовали и использовали при строительстве домов в таких регионах, как части Небраски, где не только древесины, но и дерна часто не хватало.
Экспериментальные работы в Турции показывают, что измельченные, размолотые и брикетированные , необязательно с добавлением других органических отходов, таких как опилки и скорлупа орехов, древесные отходы перекати-поле делают пригодным для использования сельским топливом.
В свежем виде, до того как у него появятся колючки или неприятно жесткие волокна, Kali tragus рекомендован в качестве салата , жаркого или зелени для употребления в пищу человеком. Такие блюда были бы безвредны в умеренных количествах или если используемый штамм имеет низкое содержание оксалатов и нитратов.
Галерея
Два куста, плодоносящие светло-розовые и темно-розовые.
Крупный план плодоносящих кустов
Kali tragus осенью.
Кали козелка на гавайском острове в Kaho'olawe .
