アルンド・ドナクス

アルンド・ドナクス
保全状況
軽度懸念  （IUCN 3.1）[1]
科学的分類
王国：	植物界
クレード:	維管束植物
クレード:	被子植物
クレード:	単子葉植物
クレード:	ツユクサ科
注文：	ポアレス
家族：	イネ科
属:	アルンド
種：	A. ドナクス
二名法名
アルンド・ドナクス L.
同義語[2]
リスト アイラベンガレンシス （Retz.）JFGmel. アルンド・アエジプティア・ デリル アルンド・エジプティアカ E.Vilm. アルンド・バンブシフォリア フックf. アルンドベンガレン シスレッツ。 アルンド・ビファリア ・レッツ。 アルンド・コレオトリカ (Hack.) ホンダ アルンド・ドナックスvar.アングスティフォリア・ デル アルンド・ドナックスvar.ランセオラタ・ デル アルンド・ドナックスvar.癜風 (ミル) ストークス アルンド・ドナックス・F.癜風 (ミル) カブトムシ アルンド・グラウカ・ ブバーニ アルンド・ラティフォリア・ サリスブ。 アルンドサティバ ラム。 アルンド・スクリプトリア L. アルンドトリフローラ Roxb. Arundo versicolor ミル。 ギョウギシバ （L.）ラスパイユ ドナックス・アランディナセウス P.Beauv. Donax bengalensis (Retz.) P.Beauv. ドナックス donax (L.) Asch. &グレブン。 ドナックス・サティバス C.Presl Donax versicolor (Mill.) P.Beauv. Scolochloa arundinacea (P.Beauv.) Mert. &WDJKch スコロクロア・ドナックス （L.）ゴーディン

アルンド・ドナクスは背の高い多年生の サトウキビで、いわゆるアシの一種です。ジャイアント・ケイン、エレファント・グラス、カリゾ、アルンド、スパニッシュ・ケイン、コロラド川アシ、ワイルド・ケイン、ジャイアント・リードなど、いくつかの一般名があります。アルンドとドナクスはそれぞれ、アシの古いラテン語とギリシャ語の名前です。 ^[3]

アルンド・ドナクスは、淡水または中程度の塩分を含む湿った土壌で育ち、中東地域原産です。^{[4] [5]}両半球の温帯、亜熱帯、熱帯地域で広く植えられ、帰化しており、特に地中海、カリフォルニア、西太平洋、カリブ海で多く見られ、北アメリカとオセアニアでは侵入種であると考えられています。^[6] [ ^{4] [5] [7] [8]}乱れた場所、砂丘、湿地、河畔生息地に密集して生えます。

アルンド・ドナクスは、一般的に高さ 6 メートル (20 フィート) まで成長しますが、理想的な環境では 10 メートル (33 フィート) を超えることもあります。中空の茎の直径は 2 ～ 3 センチメートル (0.79 ～ 1.18 インチ) です。灰緑色の剣状の葉は互生し、長さ 30 ～ 60 センチメートル (12 ～ 24 インチ)、幅 2 ～ 6 センチメートル (0.79 ～ 2.36 インチ) で、先端は細くなっており、基部に毛の房があります。全体として、この植物は特大のヨシ ( Phragmites australis ) または竹(Bambusoideae 亜科) に似ています。

A. donax は 晩夏に開花し、長さ 40～60 センチメートル (16～24 インチ) の直立した羽毛状の花をつける。通常、花は種子がないか、種子があっても稀にしか稔らない。 ^{[9]その代わり、主に強靭で繊維質の}地下茎によって栄養繁殖し、節のある広がるマットを形成し、土壌の深部、最大 1 メートル (3.3 フィート) の深さまで浸透する。^{[10] [11]}長さ 5 センチメートル (2.0 インチ) 未満で単一の節を含む茎と地下茎の断片は、さまざまな条件下で容易に発芽する可能性がある。^[12]この栄養繁殖は洪水によく適応しているようで、洪水によって個々のA. donax の塊が崩壊し、断片が広がり、下流で発芽して定着する可能性がある。^[10]

アルンド・ドナクスは、 C3光合成を特徴とする、アルンディノイデアエ亜科の背の高い多年生草本植物です。最初の生育期に生じる茎は分岐せず、光合成を行います。地中海沿岸の気候は、夏は暖かく乾燥しており、冬は穏やかで、3月頃にジャイアントリードの新芽が出現し、6月と7月に急速に成長して茎と葉を形成します。7月下旬から、季節的な温度パターンに応じて、下葉が乾き始めます。秋には乾燥が加速し、10月初旬から11月末にかけて開花します。この生物季節段階では、水分含有量が大幅に低下します。冬の低温ではジャイアントリードは成長を停止しますが、春に再成長します。ジャイアントリードは、地下茎の耐凍性が低いため、土壌温度が低い中央ヨーロッパでは一年生植物として振る舞います。

オオヨシの生育基本温度は7℃と報告されており^[13] 、最高温度は30℃である。光飽和がないため、光合成能力が高い。二酸化炭素交換率は他のC ₃およびC ₄種と比較して高く、自然条件下での最大二酸化炭素吸収量は、日照量と葉の年齢に応じて_19.8 ～ 36.7 μmol/s·m ²の範囲であった。二酸化炭素交換は葉のコンダクタンスによって制御されている。^[14]

研究により、この植物には活性トリプタミン化合物が豊富に含まれていることが判明していますが、米国よりもインドの植物にこれらの化合物が含まれているという兆候が多くあります。^[15]ブフォテニジン^[16]やグラミン^[15]などの毒素も発見されています。

茎を取り除いた乾燥した根茎には、0.0057%のDMT、0.026%のブフォテニン、0.0023%の5-MeO-MMTが含まれていることがわかっています。^[15]花にもDMTと5-メトキシル化N-脱メチル化類似体である5-MeO-NMTが含まれていることが知られています。花にはDMTの非常に毒性の高い第四級メチル化塩であるブフォテニジン^[15]が、根には環状デヒドロブフォテニジンが含まれていることがわかっています。^[要出典] A. donaxは、主にイソプレンを主とする揮発性有機化合物（VOC）を放出することでも知られています。^[17]

ジャイアントリードが生育するほとんどの地域（地中海地域および米国）では、生存可能な種子は生産されない。^{[18]ジャイアントリードの不妊は、}大胞子母細胞が分裂できないことに起因すると報告されている。 ^[19]この不妊は遺伝的変異を大幅に制限し、生産性とエネルギー変換用バイオマス品質の向上を目指す育種計画の障害となっている。^[20]カリフォルニアからサウスカロライナまで、 合計185のA. donaxのクローンが収集され、 SRAPおよびTEベースのマーカーで遺伝子指紋が作成された。 ^[21]この研究で使用されたマーカーのゲノムカバレッジが広いにもかかわらず、ジャイアントリードは分子遺伝学的変異を示さなかった。この植物が米国に複数回導入されたことが記録されているが、分子データは米国にA. donaxの単一の遺伝的クローンがあることを強く示唆している。地中海地域で実施された別の研究では、80の異なる場所からジャイアントリードをサンプリングし、この地域でも遺伝子多様性が低いことを実証した。結果は、胚珠と花粉の発達経路における減数分裂後の変化の発生を示しています。AFLP データは、ジャイアントリードの単系統起源を支持し、アジアで発生し、そこから地中海盆地に広がったことを示唆しています。

ジャイアントリードは、さまざまな生態学的条件に適応していますが、一般的には河岸や湿地系に関連しています。メリーランド州からカリフォルニア州にかけて、米国南部に分布しています。植物は、重粘土から緩い砂や砂利質の土壌まで、さまざまな土壌で成長できますが、湿った排水土壌を好み、そこでは密集した単一種の群落を形成します。

アルンドは北米南西部の河川で非常に侵略的な植物であり、他の地域でのバイオ燃料としての推進は、環境科学者や土地管理者にとって大きな懸念事項です。 ^[22] アルンド・ドナクスは、ロサンゼルス地域の排水路の屋根材と浸食防止のために、1820年代に地中海からカリフォルニアに導入されました。 ^{[23] [10]}観賞用植物として、また木管楽器のリードとして使用するために、広がり、その後植えられたことにより、北米の暖かい沿岸淡水域全体に帰化し、その生息域は拡大し続けています。

また、南米やオーストラリアでも広く栽培されており^{[23] [12]}、ニュージーランドでは国家害虫植物協定で「不要生物」に指定されている。 ^[24]原産地ではない世界中の地域では侵略的な特徴があるにもかかわらず、アルンドはバイオ燃料作物としてエネルギー業界によって推進されている。米国南東部など一部の地域では、ハリケーンや洪水などの自然擾乱により、この植物が広範囲に拡散する可能性がある。

アルンドは世界で最も成長の早い陸生植物の一つである（1日あたり約10センチメートル（3.9インチ））。^[8]現在わかっている限りでは、アルンドは野生動物に食料源や営巣地を提供していない。アルンドによる在来植物群落の置き換えは、生息地の質の低下と生態系機能の変化をもたらす。^{[23] [10]}たとえば、アルンドは水をめぐって在来種（例えばヤナギ）と競争することで、カリフォルニアの河岸生態系にダメージを与えている。アルンドの茎と葉には、シリカやさまざまなアルカロイドなど、さまざまな有害化学物質が含まれており、ほとんどの昆虫食からアルンドを守り、野生動物がアルンドを食べるのを防いでいる。^{[23] [25] [10]}牛、羊、山羊などの草食動物はアルンドに何らかの影響を与える可能性があるが、アルンドの制御には役立たないと思われる。^[8]

Arundo donaxは火災に非常に適応しているようです。年間を通じて非常に燃えやすく、一年のうちの乾燥した月（7月から10月）には、河岸環境を通じた山火事の可能性、激しさ、広がりを高め、コミュニティを洪水定義コミュニティから火災定義コミュニティに変化させます。^[26]火災後、A. donaxの根茎はすぐに再成長し、在来植物よりも大きくなり、河岸沿いにA. donaxの大規模な群落を形成することがあります。 ^{[27] [23]したがって、火災はシステムをさらに}A. donaxの単一種の群落へと押し進めます。

A. donaxが優占する水辺の植物群落では、河川内の生息地の樹冠による日陰が減少し、水温が上昇する可能性がある。その結果、酸素濃度が低下し、水生動物の多様性が低下する可能性がある。^[23]

アルンド・ドナクスが環境や在来種に与える影響が増大するにつれ、その個体数を減らすための様々な取り組みが行われている。導入された生息域には天敵がほとんどいない。数種類の地中海の昆虫が生物的防除剤として米国に輸入されている。^{[23] [25] [10]}アルンドハチのTetramesa romana、アルンドカイガラムシのRhizaspidiotus donacis、アルンドハエのCryptonevraは、この植物に何らかの被害を与えることが知られている。Tetramesa romanaと、最近ではRhizaspidiotus donacisisは、米国で生物的防除剤として登録されている。

機械的な力を使うなどの他の対策も採用されている。原産地以外では、アルンド・ドナクスは種子で繁殖しないため、根の構造を除去することが効果的な防除方法となる。日光を遮断すると、植物の資源が枯渇し、最終的には枯死する。^[10]全身性除草剤やグリホサートも化学的対策として使用されている。

米国国土安全保障省はこの植物を侵略的とみなしており、2007年に生物学的防除の研究を開始した。^[28] 2015年、テキサス州上院議員カルロス・ウレスティは、除草剤とアルンドハチを使用してアルンド・ドナックスを根絶するプログラムを作成するための法案を可決した。 ^[29]

ニュージーランドの最北端の地域では、アランゴノキが在来植物を駆逐し、^[30]野生生物の生息地を減少させ、火災の頻度と強度を高め、河川の水文学を変化させています。^[31]

エネルギー作物は、バイオマスをエネルギー的に利用し^[32]、同時に二酸化炭素排出量を削減するという明確な目的を持って生産される植物です。リグノセルロース植物材料から得られるバイオ燃料は、輸送用化石燃料に代わる重要な再生可能エネルギーです。[ ^33] 多年生の根茎 性イネ科 植物は、生産性が高く、根茎による栄養素のリサイクルにより栄養素の投入需要が低い（または全くない） 、土壌炭素隔離が非常に優れている（4Xスイッチグラス）、多様な産物、塩性土壌や塩水への適応、生物的および非生物的ストレスへの耐性など、エネルギー作物としていくつかの肯定的な特性を示します。

ジャイアントリードは、ヨーロッパとアフリカの地中海性気候におけるエネルギー生産のための最も有望な作物の1つであり、在来作物（すでに環境に適応している）としての利点、耐久性のある収穫量、長い干ばつ期間への耐性を示している。いくつかの現地研究では、土壌耕作、肥料、農薬の必要性が最小限であるため、ジャイアントリード作物が環境に有益な効果をもたらすことが強調されている。さらに、地中海および米国の環境で最も重要な土地劣化プロセスの1つである土壌浸食^{[34]に対する保護機能も提供する。A} . donaxバイオエネルギー原料は、いくつかの変換プロセスに大きな可能性を秘めている。乾燥バイオマスは、直接燃焼で19,000 kJ/kg（8,000 BTU/lb）の高い発熱量を有する。イタリアでは、 1937年から1962年まで、紙と溶解パルプの大規模な工業ベースでArundo donaxが一度使用された。この関心は、主に第二次世界大戦直前の独裁政権が繊維の外国供給源から独立したいという願望と、輸出製品に対する願望によって刺激された。 [ 6 ^] Snia Viscosaによる歴史的記録によると、トルヴィスコサ（ウーディネ）の6,300ヘクタールにジャイアントリードが植えられ、平均年間生産量は35トン/ヘクタールに達した。^{[35]今日、バイオマス}収量を最大化し、環境への影響を評価するための最良の管理方法を評価および特定するために、米国およびEUのいくつかの大学でエネルギー作物に関するいくつかのスクリーニング研究が行われています。

定着は栽培の重要なポイントです。幹と根茎は、母植物から切り離した後も発芽する能力が高く、両方ともクローン繁殖に使用できます。根茎の使用は、この種のより良い繁殖方法であり、より良い生存率を達成することがわかりました。^[36]このフィールド調査では、最低密度（12,500根茎/ ha ）が、より密集した植栽（25,000根茎/ ha）と比較して、より高く太い植物をもたらすことが確認されました。苗床の準備は、植え付け直前の春に、ダブルディスクハローによるパスとフィールドカルチベーターによるパスによって行われます。ジャイアントリードは、低い植物密度を採用する可能性があります。根茎は土壌の深さ10～20センチメートル（3.9～7.9インチ）に植えられ、最小植物密度は1ヘクタールあたり10,000本です。一方、2つ以上の節を持つ成熟した茎は、10～15センチメートル（3.9～5.9インチ）の深さに植えることができます。良好な根の立ち上がりと土壌との適切な接触を確保するために、植え付け直後は十分な水分が必要です。植え付け前の肥料は、初期の土壌肥沃度に応じて分配されますが、通常は1ヘクタールあたり80～100キログラム（180～220ポンド）の割合でPが施用されます。

A. donaxは半乾燥気候条件下で灌漑なしでも高い生産性を維持します。南イタリアでは、 39の遺伝子型の収量性能をテストする試験が行われ、2年目に平均22.1 t/ ha乾物収量を達成しました。 ^{[37]これは、}スペイン（22.5 t/ ha）や南ギリシャ（19.0 t/ ha ）で得られた他の結果と匹敵する結果です。いくつかの報告では、中程度の灌漑でジャイアントリードを栽培する方が経済的であると強調されています。

さまざまな管理方法を評価するため、ピサ大学で実施された 6 年間のフィールド調査で窒素肥料と投入需要が評価されました。 肥料は最初の数年間は生産能力を高めましたが、年月が経ち、根幹装置が徐々に深くなるにつれて、肥料による違いは減少し、最終的には消えました。収穫時期と植物密度はバイオマス収量に影響を与えないことがわかりました。

成長速度が速く、資源捕捉能力（光、水、栄養素）に優れているため、A. donax は2 年目からは雑草との競合の影響を受けません。通常は、出芽後の処理が推奨されます。ジャイアントリードには、知られている病気や害虫はほとんどありませんが、集約的な栽培では、殺虫剤は使用されません。

作物サイクルの終わりにジャイアントリードを除去するには、主に機械的方法と化学的方法の2つの方法があります。^[38]掘削機は根茎を掘り出すのに便利です。または、シーズン後半に葉の塊に3％のグリホサートを1回散布すると、生物相への危険性が最小限で効率的かつ効果的です。^[39]グリホサートは、効能、環境安全性、土壌残留活性、作業者の安全性、散布時期、および費用対効果に関する特定の考慮事項に基づいて、最も適切な製品として選択されました。ただし、グリホサートは、植物が栄養素を根域に活発に輸送している秋にのみ有効であり、通常は複数回の再処理が必要です。水生生物用として登録されている他の除草剤は、年間の他の時期にアルンドを防除するのに非常に効果的です。

アルンド・ドナックスは、成長速度が速く、さまざまな土壌タイプや気候条件で生育できるため、再生可能なバイオ燃料源として有力な候補です。アルンド・ドナックスは、一度定着すると、1平方メートルあたり平均3キログラムのバイオマス（1エーカーあたり年間12トン）を生産します。^[40] 1ヘクタールの栽培に必要な総エネルギー入力は、施肥なし（4 GJ ha−1）から施肥あり（18 GJ ha−1）の作物に増加しますが、最大エネルギー収量出力は、1ヘクタールあたり20,000本の植物と施肥で得られた496 GJ ha−1でした。施肥によりバイオマスが15％増加しました。ジャイアントリードのバイオマス発熱量平均値（技術的には、断熱システムでバイオマスサンプルを燃焼させて得られる発熱量）は、肥料の使用の有無にかかわらず、約17 MJ kg−1乾物です。^[40]

欧州連合の研究では、A. donax がすべてのエネルギーバイオマス作物の中で最も生産性が高く、影響が最も少ない作物であると特定されています (FAIR REPORT EU 2004 を参照)。

植え替えなしで20～25年間生育できる能力も重要です。

英国では水辺やその周辺での植栽に適していると考えられている。^[41]

オーストラリアで栽培されたアルンド・ドナックスは、水熱液化による先進バイオ燃料生産のための潜在的な原料として実証されました。^[42]

原産地外では、バイオ燃料作物としての関心とその大きな侵略的可能性とのバランスを取る必要がある。

環境に対する関心が高まっているのは、農業生態系の質と生産性に影響を与える主な要因の1つである土壌システムの健全性である。世界中で、土壌の劣化、有機物の損失、砂漠化の進行により、いくつかの地域が肥沃度の低下に直面している。^[43]最近、同じ土壌学的および気候的条件下で、3つの長期（14年間）農業システム、連続したジャイアントリード、自然草地、および作付け順序が土壌中の有機物の特性と微生物バイオマスサイズに与える影響を評価する研究が行われた。^[44]この研究では、低い耕作強度を特徴とする長期的なジャイアントリード作付けシステムが、土壌有機物の量と質にプラスの影響を与えることが指摘された。アルンド・ドナックスは、総土壌有機炭素、軽質炭素、溶存有機炭素、および微生物バイオマス炭素について、耕作管理システムよりも高い値を示した。腐植化パラメータに関しては、ジャイアントリードと作付け順序（従来の方法で栽培された穀類とマメ科植物）の間に統計的な違いが見られました。

アルンド・ドナクスは、アジア、南ヨーロッパ、北アフリカ、中東で何千年も栽培されてきました。古代エジプト人は、死者をこの葉で包みました。茎にはシリカが含まれており、これが耐久性の理由であると考えられ、釣り竿や杖を作るのに使用されました。^{[引用が必要]その硬い茎は、つる植物や}蔓の支えとしても使用されます。^{[引用が必要]}

この植物は、南米のアヤワスカに似た醸造酒を作るために、ハルマル（ペガナム・ハルマラ）と組み合わせて使われた可能性があり、その起源は伝承のソーマに遡る可能性がある。^[45]

成熟した葦は、その優れた特性と管状の形状から、建築材料として使用されます。竹に似ているため、建物に組み合わせることができますが、アルンドの方が柔軟性があります。

スペインの農村地域では、何世紀にもわたってカニソと呼ばれる技法が存在してきました。これは、粘土や漆喰を加えた約 2 x 1 メートルの長方形の編んだ葦で構成されています。屋根に適切に断熱されたカニソは、60 年以上その機械的特性を維持できます。ケイ素含有量が高いため、籐は時間が経ってもその品質を維持できます。軽量、柔軟性、カニソ生地の優れた接着性、および原材料の低価格が、この技法が使用されている主な理由です。ただし、ここ数十年で、田舎から都市中心部への農村人口の移住と土地の大規模な開発により、この技法の使用は減少しています。

最近、イラク南部のムディフ（葦の家） の古代の技法と新しい材料を組み合わせて、この材料の使用を復活させる取り組みが進められています。

CanyaViva などの多様な協会や団体が、スペインの大学と協力して研究の先駆者となっています。

古代ギリシャ人は、カラマウロスと呼ばれるフルートを作るのにサトウキビを使った。これは、カラモス（「サトウキビ」）とアウロス（「フルート」）を組み合わせた造語である。当時、フルートに最適なサトウキビは、ギリシャのアッティカにあるケフィソス川の岸辺から採取された。いくつかのカラマウロスを異なる調律で結び合わせると、シリンクスができた。巨大なリードは、5,000年以上もの間、フルートを作るのに使われてきた。パンパイプは、サトウキビで作られた10本以上のパイプから構成される。古代の縦笛ネイも同じリードで作られている。^[46]

A. donaxは現在でもクラリネット、サクソフォン、オーボエ、ファゴット、バグパイプ、その他の木管楽器のリード製作者にとって主要な材料となっている。 ^[47]南フランスのヴァール地方は、楽器リードの最もよく知られた供給地である。

A. donaxは若いうちは反芻動物に食べられるが、成長すると食べられなくなる。^[48] A. donaxは人工湿地の廃水処理にも利用されている。 ^[49]

• カリフォルニアにおけるアルンド・ドナクスの影響に関するプロジェクト
• アルンド・ドナックス、米国森林局火災影響情報システム
• 植物の力：バイオ燃料と巨大サトウキビ論争（UNC News21：国家の電力供給）
• ジャイアント・リード、カリフォルニア大学侵入種研究センター
• 種のプロフィール - オオヨシ (Arundo donax)、国立侵入種情報センター、米国国立農業図書館。オオヨシに関する一般情報とリソースを一覧表示します。
• 「ジャイアントリード」、アクアプラントプロフィール
• 侵入性および覇権性イネ科植物ガイドの Arundo donax