Люпин многолистный
Люпѝн многолѝстный (Lupinus polyphyllus Lindl.), является одним из наиболее агрессивных инвазивных чужеродных видов России, в том числе и Республики Карелия.
Описание
Люпин многолистный – травянистое многолетнее растение, встречающееся одичавшим на лугах, откосах путей сообщения, опушках, заброшенных сельскохозяйственных угодьях, окраинах полей, кладбищах, газонах и в разнообразных рудеральных местообитаниях в населенных пунктах, в карьерах, производных лесах.
Стебли растения мощные, прямые высотой 50-150 см, почти голые, в нижней части одревесневающие. Корень стержневой, если позволяют условия грунта, может глубоко проникать вглубь почвы (до 1-2 м). На корнях люпина, как и у большинства представителей семейства бобовые, образуются клубеньки. Так называются разрастания паренхимной (основной) ткани участков корня вследствие внедрения и эндогенного (внутреннего) расселения бактерий из родов ризобиум (Rhizobium) и брадиризобиум (Bradyrhizobium), которые способны усваивать молекулярный азот из атмосферы. В первый год вегетации наблюдается развитие преимущественно прикорневых, розеточных листьев. На второй год образуются многочисленные стебли из почек возобновления в основании главного (материнского) побега. Листья очередные, длинночерешковые, пальчато-сложные - с 10-16 листочками шириной 1-2 см и длиной около 10 см; листочки продолговато-эллиптические, сверху голые, снизу опушенные. Прилистники шиловидные, часто на ¾ сросшиеся с черешком, волосистые.
Соцветие до 50 см длиной – многоцветковая верхушечная кисть конической формы, обычно с синими или фиолетовыми цветками, но встречаются формы с белой, голубой, розовой, пёстрой окраской венчика. При разреженном произрастании растений в пазухах срединных листьев обычно формируются еще 2-3 боковых цветоносных олиственных побега, также завершающихся кистями. Цветоножки длинные, почти равные длине цветков. Цветки неправильные («мотыльковые»), двусторонне-симметричные, лепестков и чашелистиков по 5. Верхний лепесток самый крупный и называется флагом (парусом), он округлый или овальный, посередине выпрямленный, обе половины его сильно отогнуты назад и до открытия цветка плотно прикрывают остальные лепестки. Два свободных боковых лепестка называются крыльями (вёслами), а два сросшихся нижних — лодочкой. Растения люпина перекрестноопыляемые, энтомофильные, то есть опыляются насекомыми, главным образом шмелями, а также пчелами и сирфидными мухами (мухами-журчалками). Для растений люпина характерна интересная особенность – два периода пыления поочередно двух групп по 5 тычинок с разрывом 7-10 дней, что способствует более гарантированному опылению и более полному завязыванию семян в случае неблагоприятных погодных условий и повышает конкурентноспособность данного инвазионного вида в борьбе за выживание. Цветет люпин многолистный обычно в июне-июле, но может продолжать цвести до сентября, бывает и вторичное цветение осенью растений, уже цветших в начале лета.
Плоды ̶ бобы 2,5-4 см длиной, кожистые, ланцетные, слегка уплощенные, поверхность бобов неровная, часто с выдающимися жилками, они опушены рассеянными прижатыми седыми волосками, окраска вначале кремовая, в зрелом состоянии коричневая или черная. Семян 5-9, они удлиненно-округлые (3,6-5,0 мм в длину и 2,6-3,8 мм в ширину), гладкие, с твердой оболочкой, цвет которой варьирует от светло-серого до черного, содержат до 50% белка. Интересно отметить, что люпин многолистный имеет два морфотипа семян: с мраморной или однотонной окраской оболочки. Созревание плодов происходит последовательно, начиная с бобов, расположенных в нижней части кисти и далее вверх по соцветию. Созревшие бобы растрескиваются и семена высыпаются вблизи материнского растения (автохорный способ распространения семян), как правило, в радиусе 1 м, иногда более, что обеспечивает формирование плотных монодоминантных зарослей. Фактическая семенная продуктивность люпина многолистного в условиях Южной Карелии сравнительно невысока (около 200 семян) при потенциально возможной около 700 семян с одного соцветия, однако отмечается достаточно хорошая всхожесть (70%) в последующий после созревания семян вегетационный период. Семена сохраняют всхожесть в течение нескольких лет. Основной вид размножения у люпина многолистного - семенной. Однако через несколько (4-6) лет произрастания на одном месте, у люпина происходит расщепление (партикуляция) каудекса (надземно-подземного утолщенного образования в нижней одревесневшей части центрального, так называемого материнского, побега) на несколько частей (дочерних клонов). В этом случае говорят о способности люпина к вегетативному размножению. Продолжительность жизни люпина может достигать 20 лет. От культивируемой формы, описываемой как садовый гибрид L. х regalis Bergmans, люпин многолистный ни по наличию признака ветвления, ни по строению цветка, как ранее считалось, практически не отличается, кроме, разве что, чуть более мелких размеров кистей.
Естественный ареал и распространение
Люпин многолистный родом из Канады (провинция Британская Колумбия) и США (западные части штатов Орегон и Вашингтон, север штата Калифорния и штат Аляска), где произрастает на лугах, берегах.
Является инвазивным видом в Европе, Азии, Океании и Южной Америке. Только Африка пока устояла под натиском этого агрессивного вида. В Карелии люпин впервые обнаружен в дер. Куркийоки в 1944 г., в настоящее время встречается довольно часто в южной половине до широты оз. Сегозеро (64° с.ш.), севернее редко.
В соседней с Карелией Архангельской области люпин встречается примерно в тех же широтах, при этом самая северная известная находка отмечена на о. Повракульском в черте г. Архангельска (64,7° с.ш.), в устье р. Северная Двина. В других пограничных с Карелией областях и странах как одичавший вид отмечен значительно севернее. В Мурманской области встречается нечасто, хотя хорошо размножается семенами и медленно, но распространяется за пределы мест культивирования; самая северная находка сделана в поселке Печенга (69,5° с.ш.). На территории Северной Норвегии степень натурализации люпина несколько выше, чем на Кольском полуострове: самая северная, не только в Норвегии, но и в мире, находка зафиксирована южнее дер. Гамвик (71,1° с.ш., 28,2° в.д.). В Финляндии является обычным чужеземным видом в южной половине страны, в северной ‒ распространен значительно реже, самое северное местонахождение отмечено в поселке Саариселькя (68,4° с.ш, 27,4° в.д.).
Люпин многолистный распространяется, главным образом, семенами. Непреднамеренный занос семян может осуществляться транспортными средствами (агестохорный способ), при транспортировке почвы, с комом земли посадочного материала, с выброшенными после прополки сорными растениями с землей, в которой могут оказаться семена люпина, а также благодаря газонокосильным машинам, которые скашивают растительность вдоль дорог.
Вредное воздействие
Прямой угрозы жизни и здоровью населения люпин многолистный не представляет, однако, довольствуясь почвами, бедными питательными веществами, люпин многолистный на участках (незадернованных) с нарушенным или редким растительным покровом (обочины дорог, песчаные и каменистые берега) оказывает очень сильное влияние на структуру растительных сообществ. Образуя сплошные заросли с плотно сомкнутым пологом листьев (плотность репродуктивных побегов люпина в условиях Южной Карелии может составлять от 20 до 77 при средней плотности 62,5 побегов на 1 кв. м.), данный инвазивный вид вытесняет (лишая доступа к солнечному свету) аборигенные виды растений, среди которых могут встречаться малоконкурентноспособные редкие и находящиеся под угрозой исчезновения виды (т. е. виды, включенные в Красные Книги Карелии и РФ).
Благодаря имеющимся на корнях азотфиксирующим клубенькам растения люпина изменяют состав почвы в пользу видов, требовательных к азоту, то есть опосредованно через среду изменяют структуру сообществ, и тем самым угрожают биоразнообразию. Прежде всего, это касается луговых фитоценозов, где под влиянием люпина, луговые растения, предпочитающие относительно бедные почвы, выпадают из состава сообществ и заменяются нитрофильными растениями (любящими азот).
Выделяясь крупными, яркими цветками с обилием пыльцы, растения люпина успешно конкурируют за насекомых-опылителей с аборигенными растениями.
Существуют алкалоидные и безалкалоидные формы люпина многолистного, не различимые по внешнему виду. У алкалоидных форм люпина во всех надземных частях растения содержатся алкалоиды (основной из них люпанин), которые при проглатывании человеком или животным вызывают отравление (люпиноз). Попадая в организм через желудочно-кишечный тракт, люпин действует раздражающе на слизистые оболочки и, всасываясь, вызывает расстройство функций центральной нервной системы, дистрофию печени, почек, сердечной мышцы. Известны случаи отравлений детей семенами люпина. Сено, получаемое с полей, где рос люпин, значительно теряет свою ценность из-за содержания в растениях люпина алкалоидов. Содержание алкалоидов может варьировать от 3,5 % в семенах и до 2 % в надземной зеленой части растения. Поэтому надо быть абсолютно уверенным, что заготавливаемые растения относятся к мало- или безалкалоидной формам.
Цветки люпина нектар не выделяют, но пчелы собирают на них пыльцу, в связи с чем мед с пыльцой люпина может оказаться ядовитым для людей. И сама пыльца вызывает отравление пчел.
Образуя обширные заросли и вытесняя аборигенные виды растений, люпин способен влиять на состав местных популяций насекомых, личинки и взрослые особи которых, питаются частями, в том числе пыльцой и нектаром аборигенных видов растений, лишая местных насекомых кормовой базы. Кроме того, обнаружено, что люпин снижает общее количество насекомых и, в частности, отрицательно влияет на жуков, двукрылых, шмелей, бабочек, муравьев.
Борьба и профилактика
Самые большие заросли люпина возникают из-за массового его высева дорожными организациями и их субподрядчиками, а также сельскохозяйственными предприятиями. В Норвегии для защиты аборигенных видов запрещен высев люпина многолистного по обочинам дорог. Немецкое федеральное агентство по охране природы, к примеру, рекомендует не высевать люпин для закрепления и улучшения почвы возле местообитаний, представляющих интерес для сохранения биоразнообразия.
Во многих местообитаниях уничтожение люпина многолистного не является необходимостью. Главное – не допускать его массового разрастания. Если речь идет об общественных озелененных участках, то необходимо сразу же срезать отцветшие соцветия дабы воспрепятствовать образованию семян. При необходимости отдельные экземпляры можно выполоть.
Там, где люпин произрастает массово и угрожает естественной растительности, и где ставится цель полного уничтожения его популяции, лучшие и самые быстрые результаты дает применение гербицидов раундапа, глифосата и др., однако их следует применять аккуратно ввиду опасности неблагоприятного влияния на аборигенные растения.
Положительные результаты дает регулярное кошение, которое следует проводить дважды за сезон: перед цветением и 2 месяца спустя, повторяя данную процедуру в течение 3-5 лет. В дальнейшем кошение может быть сокращено до 1 раза перед цветением или, по крайней мере, перед созреванием семян. В итоге, площадь, занятая люпином существенно сократиться, однако, по-видимому, полностью избавиться от растения не удастся из-за сохраняющегося в почве банка семян, в противном случае необходимо настойчиво осуществлять контроль еще несколько лет.
Власти, отвечающие за охрану природы, должны сообщать о потенциальном негативном влиянии вида тем учреждениям (сельское хозяйство, строительство дорог), которые в массовом масштабе используют и распространяют люпин многолистный.
Скашивание растений перед цветением является самым простым и эффективным способом борьбы с распространением люпина.
Что я могу сделать?
Люпин является популярным декоративным растением и ценным сидератом (улучшителем почвы). Однако садоводам-любителям важно помнить, что выбрасывать выполотые за ненадобностью растения люпина на обочины дорог вблизи леса, на лесные опушки нельзя. Растения люпина крайне неприхотливы к почвенным условиям, с легкостью осваиваются на незанятых другими растениями участках, тяготеют к бедным кислым и слабокислым почвам, характерным для нашего региона, а также отличаются холодостойкостью и морозоустойчивостью.
Не использовать участки с зарослями люпина для сбора пыльцы пчелами.
Распространение люпина возможно ограничить, проводя кошение по схеме (см. выше) в течение нескольких лет. Проводить кошение следует обязательно до образования семян, а лучше, до цветения или в начальной фазе цветения растений.
Важно помнить, что семена могут продолжать созревание даже если соцветие срезано или скошено. В этом случае, для предотвращения дальнейшего созревания, их можно поместить в пластиковый пакет. Если семена растения успели попасть в почву, скашивание или срезание соцветий текущим летом уже бесполезно. Зрелость плодов (бобов) можно определить по цвету – созревшие становятся коричневыми, и по тому, насколько они раскрылись – то есть, остались в них семена или нет.
Следует помнить, что использование этого вида как декоративного, кормового, почвоукрепляющего и почвоулучшающего растения должно проводиться ответственно и сопровождаться ботаническим контролем за развитием популяции люпина.
Сделайте сообщение о появлении люпина многолистного на этом портале. Распространяйте информацию о растении, его вредном воздействии, способах распространения среди местных жителей. Объясняйте детям влияние ядовитых свойств люпина на организм человека.
Поскольку данный вид относится к чужеродным инвазивным видам, его ввоз, размножение, хранение и продажа должны быть контролируемы и ограничены, а выпуск в окружающую среду (за пределы мест культивирования) недопустим.
Утилизация и уничтожение люпина должны проводиться таким образом, чтобы избежать возможности его распространения в естественные и близкие к ним лесные сообщества, а также луга.
Дополнительная информация
1. Аверьянов Л. В., Буданцев А. Л., Гельтман Д. В. и др. Иллюстрированный определитель растений Ленинградской области / Под. Ред. А. Л. Буданцева и Г. П. Яковлева. М., 2006. 799 с.
2. Виноградова Ю. К., Майоров С. Р., Хорун Л. В. Черная книга флоры Средней России: чужеродные виды растений в экосистемах Средней России. – М.: ГЕОС, 2010. – 512 с.
3. Виноградова Ю. К., Майоров С. Р., Ткачева Е. В. Биоморфологические особенности инвазионных видов Lupinus arboreus Sims и Lupinus polyphyllus Lindl. в Новой Зеландии // Бюллетень ГБС. 2014. № 2. С. 36-43.
4. Лебедева О. П. Семенная продуктивность Lupinus polyphyllus Lindl. в северной подзоне тайги // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. 2015. № 12-1. С. 61-64.
5. Кравченко А. В. Конспект флоры Карелии. Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 2007. 403 с.
6. Меньшакова М. Ю. Фитоинвазии на крайнем севере: экологическая проблема или отправная точка для инноваций? // Актуальные проблемы науки: Матер. Всерос. науч.-практ. конф. Нефтекамск, 2014 (5 декабря 2014). Т. 9. С. 83-95.
7. Рохлова Е. Л., Антипина Г. С. Семенное размножение дичающих из культуры видов растений в условиях Южной Карелии // Ученые записки Петрозаводского государственного университета. 2014. № 2. С. 19-22.
8. Ткачева Е.В. Биологические особенности видов семейства Leguminosae Juss. разного уровня инвазивности: Автореф. дис. … к-та биол. наук. Москва, 2011. - 21 с.
9. Ramula S. Linking vital rates to invasiveness of a perennial herb // Oecologia. 2014. Vol. 174. № 4. P. 1255-1264.
Информационный бюллетень CABI: Люпин многолистный
Сайт инвазивных растений Финляндии и Европейского Союза: Сайт инвазивных растений Финляндии
ВИКИПЕДИЯ: Люпин многолистный
Fremstad, E. 2010. NOBANIS – Invasive Alien Species Fact Sheet – Lupinus polyphyllus.