Бобовое растение кудзу (Pueraria Montana, пуэрария дольчатая) попало на территорию США и Канады в начале XX века. Министерство сельского хозяйства бесплатно распространяло его ростки, чтобы предотвратить эрозию и выветривание почв. Через некоторое время стало ясно, что от кудзу практически невозможно избавиться. Растение слишком быстро набирает вегетативную массу: за лето лиана удлиняется на несколько десятков метров. Его корни проникают глубоко в почву и почти в любом месте находят воду.
Лиана кудзу оплетает брошенные дома, машины и ЛЭП так, что они становятся единой частью ландшафта.
Как и все бобовые, кудзу обладает азотфиксирующими свойствами. То есть лиана переводит атмосферный азот в усваиваемую живыми организмами форму. В молекулярном азоте (N2) связи между атомами слишком крепкие, поэтому живые организмы не в силах «перегрызть» их. Но бобовые переводят молекулярный азот либо в амины, либо (чаще) в соли аммония. А они уже легко вовлекаются в круговорот азота.
Научный сотрудник кафедры экологии и эволюции из Университета Стони Брука Джонатан Хикман и его коллеги исследовали азотфиксирующую активность кудзу. И как она влияет на химический состав атмосферы.
В Европе и США принято оценивать «качество воздуха», которое зависит от содержания в нем озона, взвешенных частиц и оксидов азота, серы и углерода. Победителями в чемпионате по «порче воздуха» более 20 лет остаются озон и взвешенные частицы — пыль. В синтезе озона участвуют в числе прочих оксиды азота, а их концентрация в воздухе вполне может зависеть от активности азотфиксирующих растений.
Именно такую теорию ученые и проверяли в округе Мэдисон (штат Джорджия, США). Для начала они сравнили уровень азота в почвах, заселенных бобовым растением и свободных от Пуэрарии. «Кудзу обладает способностью фиксировать азот. Соответственно, концентрация элемента в почве должна быть несколько превышена», - говорит Джонатан Хикман.
Оказалось, что концентрация азота не «несколько превышена», а в десять раз превышает концентрацию азота в незасоренных лианой землях. Уровень нитрификации (окисление аммиака до нитрит-аниона) увеличен в пять раз. Соответственно, за счет избыточного содержания азота в почве эмиссия оксидов азота выросла вдвое. Так пуэрария ускоряет круговорот азота в природе, за счет чего летом концентрация озона в тропосфере южной части США повышается.
Даже автотранспорт как источник азотного загрязнения отошел на второй план по сравнению с лианой кудзу. Так, с 1990 года произошло общенациональное снижение выбросов оксидов азота от автомобилей на 33%. Исключением из правила стала южная часть страны, где основным источником атмосферного загрязнения выступает пуэрария, а не автотранспорт. В этих районах уровень азотного загрязнения вырос вдвое.
Авторы работы пришли к выводу, что контролировать растение нужно на государственном уровне - законодательно. Экологи намерены выносить приговор по всей строгости - приговаривать кудзу к смертной казни. Притом, что это, наверное, единственный пример, когда растение так сильно вредит людям. У растений, которым – в гораздо большей степени – вредят люди, нет такой возможности: приговаривать к смертной казни.