Перспективные направления использования горца Вейриха (Polygonum weyrichii) и его инвазивный потенциал

Введение. В последние десятилетия российское и мировое растениеводство претерпевает серьезные изменения, связанные с экологизацией земледелия. Для решения многочисленных задач, направленных на улучшение качества среды обитания человека и эффективное использование ресурсного потенциала растениеводства, значительную роль могут сыграть нетрадиционные многолетние сельскохозяйственные культуры. В России и за рубежом отмечается возрастание интереса к возделыванию и популяризации таких нетрадиционных сельскохозяйственных культур, как виды рода мискантус (Miscanthus spp.) [1, 2], сильфия пронзенно-листная (Silphium perfoliatum L.) [3–6], топинамбур (Helianthus tuberosus L.) [7], горец Вейриха (Polygonum weyrichii F. Schmidt) [5, 8]. Все эти многолетние растения, относящиеся к разным семействам, в условиях культуры характеризуются экологической пластичностью, долговечностью, высокой продуктивностью и имеют широкий спектр использования в различных отраслях хозяйства.

Одним из наиболее перспективных растений семейства гречишных (Polygonaceae) является горец Вейриха (синонимы: таран Вейриха – Aconogonon weyrichii (F. Schmidt) H. Hara, горец, или персикария Вейриха – Persicaria weyrichii (F. Schmidt) H. Gross) – многолетнее травянистое растение, произрастающее на о-ве Сахалин, Курильских островах и севере Японии. Относится к ботаническому феномену – дальневосточному крупнотравью (высокорослые и высокопродуктивные травостои, широко представленные в Северо-Восточной Азии). В настоящее время на основе молекулярных филогенетиче- ских данных горец Вейриха относится к роду Koenigia L. (K. weyrichii (F. Schmidt) T.M. Schust. et Reveal) [9], однако среди растениеводов чаще используется старое название (горец Вейриха), которого мы и придерживаемся в данной статье.

Во второй половине XX в. прошли успешные интродукционные испытания горца Вейриха в различных регионах бывшего СССР [10, 11], но активно начавшиеся исследования этой высокоурожайной силосной и дубильной культуры не привели к внедрению его в производство. Однако в последние десятилетия интерес к данной культуре возрос, и связано это с развитием новых направлений его использования.

Цель исследования – провести анализ публикаций, посвященных прикладному значению горца Вейриха и его влиянию на окружающую среду.

Задачи : выявить спектр полезных свойств горца Вейриха для использования его в фарминдустрии, озеленении, углеродном земледелии и оценить его возможное негативное воздействие на окружающую среду.

Материалы и методы. Поиск и обзор научных статей, доступных в поисковых базах данных (PubMed, eLibrary, Scopus, Web of Science, ResearchGate), был проведен с использованием ключевых слов «горец Вейриха», «таран Вейри-ха», « Polygonum weyrichii », « Aconogonon weyrichii », « Koenigia weyrichii », «нетрадиционные сельскохозяйственные культуры», «инвазивные растения». Для обзора мы использовали статьи, содержащие научно обоснованные данные экспериментальных и полевых исследований о свойствах горца Вейриха.

Результаты и их обсуждение

Медицина и фарминдустрия. Одним из перспективных направлений возможного использования горца Вейриха является получение лечебных экстрактов на основе его травы. В начале XXI в. белорусские ученые разработали ряд лечебных и профилактических препаратов на основе горца. Сухой экстракт травы обладает выраженными капилляроукрепляющими свойствами (понижает проницаемость и ломкость капилляров кожи), более эффективными, чем у фармакопейных препаратов рутина и кверцетина [12]. Аналогичные исследования, проведенные российскими учеными из Кольского научного центра РАН, подтвердили перспективность горца в качестве источника биологически активных веществ. Он содержит в листьях и соцветиях значительное количество флавоноидов, накопление которых зависит от различных факторов окружающей среды [13–15]. К сожалению, отсутствуют сведения об использовании данного вида в традиционной медицине народов Дальнего Востока и Японии, где он более известен как пищевое растение [16].

Углеродное земледелие и фиторемедиация . Характер структуры травостоя и динамика роста побегов у горца Вейриха указывают на возможность его использования в качестве объекта для модельного описания продукционных процессов высокопродуктивных травяных экосистем [17]. Уникальные эколого-биологические особенности растения (высокая продуктивность, долголетие, самовозобновление популяции семенным и вегетативным способом) делают его оптимальным растением для использования в углеродном земледелии с целью улавливания СО 2 и накопления углерода в подземных органах. Первые результаты, полученные при сравнительном испытании нетрадиционных сельскохозяйственных культур из фонда ботанического сада УрФУ (г. Екатеринбург), свидетельствуют о перспективах использования горца в качестве углероддепонирующего растения для территорий с достаточным увлажнением [8, 18]. По мнению Е.П. Артемьевой с соавт. [8], в отдельные годы культурная плантация г. Вейриха может связывать 15,6 т/га углерода (57,2 т СО 2 /год на 1 га), что выше уровня секвестрации СО 2 большинства древесных культур при тех же условиях.

Перспективным направлением является использование горца Вейриха в фиторемедиации. Сотрудниками Кольского научного центра РАН разработана оригинальная малозатратная технология превращения загрязненных водоемов в природоподобную болотную экосистему. С помощью фитоматов, сконструированных на основе сочетания разных видов влаголюбивых растений, в том числе и горца, эффективность очистки карьерных вод увеличилась на 22 % [19, 20].

Использование в озеленении. Горец Вейриха активно используется в ландшафтном оформлении внутриквартальных территорий СевероЗападных регионов [21, 22]. Большой опыт использования данного вида в озеленении накоплен ботаниками Полярно-Альпийского ботанического сада [21, 23]. Это мощное травянистое растение высотой до 2 м рекомендуется для создания групп на газоне, декорирования стен и заборов. В городах Кольского Севера (Мур- манск, Апатиты и др.) горец регулярно используется в одиночных посадках на внутриквартальных территориях, а также в небольших группах из кустарников или высоких многолетников на опушках древесной растительности [23]. В условиях Свердловской области его рекомендуют для использования в миксбордерах в полутени в качестве растений, сопровождающих и заполняющих декоративные насаждения [24].

По нашим данным, горец Вейриха в условиях Сибирского ботанического сада Томского государственного университета (г. Томск) обладает высокой устойчивостью в культуре благодаря исключительному долголетию и способности поддерживать самовозобновление популяции семенным и вегетативным способами. 50-летняя плантация г. Вейриха, заложенная еще в 1973 г., до сих пор смотрится очень декоративно рядом с опушкой березовой рощи.

Инвазивный потенциал . Разнообразный спектр экосистемных услуг [25], которые возможно обеспечить благодаря выращиванию, а также переработке сырья горца, может принести эффект при условии отсутствия неблагоприятного воздействия на окружающую среду. Некоторые авторы, рекомендуя данный вид к использованию в различных целях, указывают на его возможность «дичания» из мест культивирования и потенциальную инвазивность [26].

Как правило, горец Вейриха способен к расселению в пределах ботанических садов. Он отмечен на залежах Ботанического сада Сыктывкарского государственного университета, где распространяется вегетативным путем [27]. В Полярно-Альпийском ботаническом саду КНЦ РАН (г. Апатиты) и на Полярной опытной станции (станция Хибины), где вид был введен в культуру еще в 1930-е гг., сейчас он распространяется по Мурманской области вдоль дорог [28].

Редкие случаи дичания горца, когда-то испытываемого в качестве кормового растения и изредка культивируемого населением как декоративное растение, зарегистрированы в Ленинградской [29], Ивановской [30] и Ярославской областях [31], Южной Карелии [32].

В более южных регионах России – в Приволжском федеральном округе – горец также культивируется в садах и изредка дичает. Здесь он имеет низкий инвазионный статус и отмечен в нарушенных биотопах, где формирует стабильные популяции, но не распространяется за пределы выращивания [33].

В Республике Беларусь данный вид относится к числу потенциально инвазивных видов на территории Центрального ботанического сада (г. Минск), где он обнаружен в ландшафтном парке. Отсутствие горца Вейриха в городских насаждениях, вероятно, обусловлено тем, что его не использовали при озеленении г. Минска, поэтому точно оценить инвазионный потенциал пока затруднительно [34].

В азиатской части России также постепенно накапливаются сведения о новых местонахождениях данного вида вне мест культивирования. Горец сохраняется на старых залежах Центрального сибирского ботанического сада (г. Новосибирск), активно расселяется, образуя обширные заросли на полянах, в оврагах, заходит в леса в окрестностях Академгородка [35].

Чаще всего горец Вейриха «убегает» из коллекций ботанических садов и мест культивирования, которыми в настоящее время являются частные садовые участки. Он пока не входит в число инвазивных видов России [36], однако в некоторых регионах России уже создает серьезные проблемы. Ботаники Камчатского края [37] относят его к чужеродным видам (статус 2), активно расселяющимся и натурализующимся в нарушенных полуестественных и естественных местообитаниях. Он разрастается в рудеральных местах, а также по окраинам полей в Петропавловске-Камчатском и окрестных поселках. Из мест раннего культивирования (поля Камчатской сельхозопытной станции) и бывших совхозов) горец внедряется в ивняки и на залежи, где образует густые монодоминантные заросли.

Собственные наблюдения авторов показали, что в условиях Сибирского ботанического сада ТГУ также отмечено «убегание» горца из культуры. Постепенно он вытесняет произраставшие рядом многолетники, например окопник шероховатый ( Symphytum asperum Lepech.). Происходит разрастание зарослей горца вдоль ручья и выход за ограждения ботанического сада.

Заключение. Таким образом, ресурсный потенциал горца Вейриха не ограничивается традиционным использованием его в качестве кормовой силосной культуры, а позволяет обеспечить выполнение разнообразных экологических услуг (продукционных, природоохранных и др.) при условии информирования общественности о возможных последствиях его «убегания» из культуры и вторжения в природные растительные сообщества.