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Articulo de referencia

Pontederia crassipes

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Pontederia crassipes (anteriormente Eichhornia crassipes ), conocida comúnmente como jacinto de agua común , es una planta acuática originaria de Sudamérica , naturalizada en todo el mundo y frecuentemente invasora fuera de su área de distribución nativa. [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] Es la única especie del subgénero Oshunae dentro del género Pontederia . [ 5 ] De manera anecdótica, se la conoce como el "terror de Bengala" debido a su tendencia al crecimiento invasivo.

Descripción

El jacinto de agua es una planta acuática perenne flotante (o hidrófita) nativa de las regiones tropicales y subtropicales de Sudamérica. [ 6 ] Con hojas anchas, gruesas, brillantes y ovaladas, el jacinto de agua puede elevarse sobre la superficie del agua hasta 1 m (3 pies) de altura. [ 7 ] Las hojas tienen 10–20 cm (4–8 pulgadas) de ancho en un tallo , que flota mediante nódulos bulbosos flotantes en su base sobre la superficie del agua. Tienen tallos largos, esponjosos y bulbosos. Las raíces plumosas, que cuelgan libremente, son de color púrpura oscuro. Un tallo erecto sostiene una sola espiga de 8 a 15 flores llamativamente atractivas , en su mayoría de color lavanda a rosa con seis pétalos. Cuando no está en flor, el jacinto de agua puede confundirse con la lenteja de agua ( Limnobium spongia [ 8 ] ) o la lenteja de agua amazónica ( Limnobium laevigatum ).   

El jacinto de agua, una de las plantas de crecimiento más rápido que se conocen, se reproduce principalmente mediante estolones , que eventualmente forman plantas hijas. Cada planta puede producir miles de semillas al año, y estas semillas pueden permanecer viables durante más de 28 años. [ 9 ] Los jacintos de agua comunes son de crecimiento vigoroso, y las alfombras pueden duplicar su tamaño en una o dos semanas. [ 10 ] En términos de cantidad de plantas más que de tamaño, se dice que se multiplican por más de cien veces en cuestión de 23 días.

En su hábitat natural, las flores son polinizadas por abejas de lengua larga. [ 11 ] Estas plantas pueden reproducirse tanto sexual como clonalmente. La capacidad invasora del jacinto está relacionada con su capacidad de clonarse, y es probable que grandes extensiones formen parte de la misma forma genética. [ 12 ]

El jacinto de agua tiene tres morfos florales y se denomina " tristílico ". Los morfos florales se nombran según la longitud de sus pistilos: largo (L), medio (M) y corto (S). [ 13 ] Sin embargo, las poblaciones tristílicas se limitan a la zona de distribución nativa de tierras bajas de Sudamérica del jacinto de agua; en la zona introducida, predomina el morfo M, mientras que el morfo L aparece ocasionalmente y el morfo S está completamente ausente. [ 14 ] Esta distribución geográfica de los morfos florales indica que los eventos fundadores han desempeñado un papel importante en la propagación mundial de la especie. [ 15 ]

Hábitat y ecología

Su hábitat abarca desde desiertos tropicales hasta zonas subtropicales o cálidas, desiertos templados y selvas tropicales . La tolerancia a la temperatura del jacinto de agua es:

  • Su temperatura mínima de crecimiento es de 12 °C (54 °F).  
  • Su temperatura óptima de crecimiento es de 25 a 30 °C (77 a 86 °F).  
  • Su temperatura máxima de crecimiento es de 33–35 °C (91–95 °F).  

Su tolerancia al pH se estima entre 5,0 y 7,5. Las hojas mueren con las heladas y las plantas no toleran temperaturas del agua superiores a 34 °C (93 °F) . Los jacintos de agua no crecen donde la salinidad promedio es mayor al 15 % de la del agua de mar (alrededor de 5 g de sal por kg). En agua salobre , sus hojas presentan epinastia y clorosis , y finalmente mueren. Se han arrojado balsas de jacinto de agua cosechado al mar , lo que provoca su muerte. [ 16 ]  

Azotobacter chroococcum , una especie de bacteria fijadora de nitrógeno, probablemente se concentra alrededor de la base de los pecíolos , pero las bacterias no fijan nitrógeno a menos que la planta sufra una deficiencia extrema de nitrógeno. [ 17 ]

Las plantas frescas contienen cristales espinosos . [ 16 ] Se informa que esta planta contiene cianuro de hidrógeno , alcaloides y triterpenoides , y puede inducir picazón . [ 18 ] Las plantas rociadas con ácido 2,4-diclorofenoxiacético (2,4-D) pueden acumular dosis letales de nitratos [ 19 ] y otros elementos dañinos en ambientes contaminados .

especies invasoras

El jacinto de agua crece y se reproduce rápidamente, por lo que puede cubrir grandes extensiones de estanques y lagos. [ 20 ] Puede coexistir fácilmente con otras plantas invasoras y plantas nativas en un área. [ 21 ] Particularmente vulnerables son los cuerpos de agua que ya han sido afectados por actividades humanas, como los embalses artificiales o los lagos eutrofizados que reciben grandes cantidades de nutrientes. [ 22 ] [ 23 ] Compite con las plantas acuáticas nativas, tanto flotantes como sumergidas. [ 20 ] [ 24 ] En 2011, Wu Fuqin et al. [ 25 ] rastrearon los resultados del lago Dianchi de Yunnan y también mostraron que el jacinto de agua podría afectar la fotosíntesis del fitoplancton, las plantas sumergidas y las algas por la calidad del ambiente acuático e inhibir su crecimiento. El proceso de descomposición agota el oxígeno disuelto en el agua, matando a menudo a los peces. [ 20 ]

El jacinto de agua puede absorber una gran cantidad de metales pesados ​​dañinos y otras sustancias. Después de morir, se pudre y se hunde hasta el fondo del agua, causando contaminación secundaria al cuerpo de agua, destruyendo la calidad natural del agua e incluso pudiendo afectar la calidad del agua potable de los residentes en casos graves. El agua donde crece abundantemente el jacinto de agua suele ser un lugar de reproducción para vectores de enfermedades (por ejemplo, mosquitos [ 24 ] y caracoles [ 26 ] ) y patógenos dañinos, lo que representa una amenaza potencial para la salud de los residentes locales. [ 27 ] Es muy importante monitorear rápidamente las áreas infestadas para reducir o controlar eficazmente el crecimiento de estas especies. [ 28 ] El jacinto de agua también puede proporcionar una fuente de alimento para los peces dorados, mantener el agua limpia [ 29 ] [ 30 ] y ayudar con la oxigenación. [ 31 ] Las especies de invertebrados que albergan jacinto de agua se dispersan como fitócoros . [ 32 ]

La invasión del jacinto de agua también tiene consecuencias socioeconómicas. Dado que el jacinto de agua está compuesto hasta en un 95 % de agua, su tasa de evapotranspiración es alta. Por lo tanto, los pequeños lagos que han sido cubiertos por esta especie pueden secarse y dejar a las comunidades sin un suministro adecuado de agua o alimentos. En algunas áreas, las densas alfombras de jacinto de agua impiden el uso de un curso de agua, lo que lleva a la pérdida del transporte (tanto de personas como de carga), así como a la pérdida de posibilidades de pesca. [ 33 ] [ 34 ] Se destinan grandes sumas de dinero a la eliminación del jacinto de agua de los cuerpos de agua, así como a determinar cómo destruir los restos cosechados. [ 35 ] [ 36 ] La cosecha mecánica del jacinto de agua requiere un esfuerzo considerable. Un millón de toneladas de biomasa fresca requerirían 75 camiones con una capacidad de 40 m³ por día, durante 365 días para deshacerse de ella. [ 37 ] El jacinto de agua se trasladaría entonces a un vertedero y se dejaría descomponer, lo que libera CO 2 , metano y óxidos de nitrógeno. [ 38 ]

El jacinto de agua se ha introducido ampliamente en América del Norte, Europa, Asia, Australia, África y Nueva Zelanda . [ 39 ] En muchas áreas, se ha convertido en una especie invasora importante y perniciosa . En Nueva Zelanda, figura en el Acuerdo Nacional de Plantas Invasoras , lo que impide su propagación, distribución o venta. En grandes masas de agua como Luisiana, los remansos de Kerala en India , Tonlé Sap en Camboya y el lago Victoria , se ha convertido en una plaga grave. El jacinto de agua común se ha convertido en una especie vegetal invasora en el lago Victoria en África después de su introducción en la zona en la década de 1980. [ 40 ]

Se ensambló un genoma de referencia de 1,22 Gb/8 cromosomas para estudiar los genomas nuclear y cloroplástico entre 10 líneas de jacinto de agua de 3 continentes. [ 41 ] Los resultados indican la propagación de un genotipo limitado de jacinto de agua desde Sudamérica, donde presenta la mayor diversidad genética. El artículo propone que la propagación podría originarse a partir de barcos que viajaban desde el puerto de Itajaí en la costa este de Brasil. [ 41 ] Sin embargo, estudios genéticos en muestras de Bangladesh e Indonesia demuestran genotipos diferentes, lo que podría implicar múltiples vectores de introducción. [ 42 ]

Además, el estudio genómico también reveló la adaptación en cuatro vías clave: interacción planta-patógeno, transducción de señales de hormonas vegetales, fotosíntesis y tolerancia al estrés abiótico, que permiten al jacinto de agua expandir su nicho y competir con otra flora nativa. [ 43 ]

Estados Unidos

Introducción en los Estados Unidos

Se ofrecen varios relatos sobre cómo se introdujo el jacinto de agua en los Estados Unidos . [ a ]

Exposición de 1884

La afirmación de que el jacinto de agua se introdujo en los EE. UU. en 1884 en la Exposición Universal de Nueva Orleans , también conocida como el Centenario Mundial del Algodón , [ 45 ] se ha caracterizado como el "primer relato auténtico", [ 46 ] así como una "leyenda local". [ 47 ]

Presunta implicación japonesa

En algún momento, surgió la leyenda de que las plantas habían sido obsequiadas por una delegación japonesa en la feria. [ 50 ] Esta afirmación no aparece en un artículo pertinente publicado en una revista especializada de ingeniería militar que data de 1940, [ b ] [ 51 ] pero sí en un texto escrito en 1941 por el director de la división de vida silvestre y pesca del Departamento de Conservación de Luisiana, donde el autor escribe: «el gobierno japonés mantuvo un edificio japonés» en la feria, y el «personal japonés importó de Venezuela cantidades considerables de jacinto de agua, que se regalaron como recuerdos». [ c ] [ 48 ] La afirmación ha sido repetida por autores posteriores, con diversas variaciones en los detalles. Así , Noel D. Vietmeyer (1975), miembro de la Academia Nacional de Ciencias, escribió que «empresarios japoneses» introdujeron la planta en los EE. UU., y que las plantas habían sido «recolectadas del río Orinoco en Venezuela». [ 49 ] Esta afirmación fue respaldada por un par de investigadores de la NASA ( Wolverton y McDonald 1979 ), quienes afirmaron que las plantas de recuerdo fueron arrojadas descuidadamente en varios cursos de agua. [ 52 ] Mientras tanto , el biólogo canadiense Spencer CH Barrett (2004) favoreció la teoría de que primero fueron cultivadas en estanques de jardín, después de lo cual se multiplicaron y escaparon a los alrededores. [ 53 ] El relato adquiere diferentes detalles según lo contado por la narradora infantil Carole Marsh (1992), quien dice que "Japón regaló semillas de jacinto de agua" durante la exposición, [ 54 ] y otro narrador sureño, Gaspar J. "Buddy" Stall (1998), aseguró a sus lectores que los japoneses dieron a cada familia un paquete de esas semillas. [ 55 ]

Otros medios de introducción

Un artículo también ha investigado el papel que las ventas por catálogo de semillas y plantas pudieron haber desempeñado en la diseminación de plantas invasoras. Se encontró que P. crassipes se ofrecía en la edición de 1884 del Catálogo de Nenúfares Raros y Otras Plantas Acuáticas Selectas de Edmund D. Sturtevant, con sede en Bordentown, Nueva Jersey , [ 56 ] y Haage & Schmidt de Alemania ha ofrecido la planta desde 1864 (cuando se fundó la empresa). [ 56 ] Para 1895, era ofrecida por proveedores de semillas en los estados de Nueva Jersey, Nueva York, California y Florida. [ 57 ] [ d ]

La revista Harper's Weekly (1895) publicó un relato anecdótico que afirmaba que un hombre de Nueva Orleans recolectó y trajo jacintos de agua de Colombia, alrededor de 1892, y la planta proliferó en cuestión de 2 años. [ 59 ]

Infestación y control en el sureste

A medida que los jacintos se multiplican formando densas alfombras, pueden ser perjudiciales para algunas especies de peces y obstruir las vías fluviales para la navegación. [ 60 ] Este efecto ya se observó en el estado de Luisiana a principios del siglo XX. [ 45 ]

La planta se introdujo en Florida en 1890, [ 61 ] acumulando una masa vegetal estimada de 50  kg/m 2 [ 62 ] y obstruyendo el río St. Johns . En 1897, el gobierno envió un grupo de trabajo del Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los Estados Unidos para resolver el problema del jacinto de agua que asolaba los estados del Golfo, como Florida y Luisiana. [ e ] [ 64 ] [ 63 ]

A principios del siglo XX, el Departamento de Guerra de los Estados Unidos (es decir, el Cuerpo de Ingenieros del Ejército) probó varios métodos para erradicar las plantas, incluyendo la proyección de vapor y agua caliente, la aplicación de varios ácidos fuertes o petróleo seguido de incineración. [ f ] La pulverización con solución salina saturada mató las plantas pero se consideró prohibitivamente cara. Los ingenieros seleccionaron el herbicida de la marca Harvesta, cuyo ingrediente activo era el ácido arsénico , como la herramienta óptima y rentable para la erradicación. [ 65 ] [ 66 ] Este herbicida se usó hasta 1905, cuando fue sustituido por un compuesto diferente, blanco y a base de arsénico. [ 66 ] Un ingeniero encargado de la fumigación no consideró que el veneno fuera un problema, afirmando que la tripulación del barco fumigador pescaba habitualmente peces de sus áreas de trabajo y los consumía. [ 67 ] Sin embargo, la fumigación tenía pocas esperanzas de erradicar por completo el jacinto de agua, debido a la vastedad de las colonias que se habían escapado y la inaccesibilidad de algunas de las áreas infestadas, y el ingeniero sugirió que podría ser necesario algún medio de control biológico. [ 68 ]

En 1910, la New Foods Society sugirió importar hipopótamos de África y liberarlos en los ríos y pantanos de Luisiana para que se alimentaran del jacinto de agua y resolvieran otro grave problema de la época: la crisis de la carne en Estados Unidos. [ 45 ] Conocido como el Proyecto de Ley del Hipopótamo Americano, el HR 23621 fue presentado por el congresista de Luisiana Robert Broussard y debatido por el Comité de Agricultura de la Cámara de Representantes de Estados Unidos. Los principales colaboradores de la New Foods Society y defensores del proyecto de ley de Broussard fueron el mayor Frederick Russell Burnham , el célebre explorador estadounidense , y el capitán Fritz Duquesne , un explorador sudafricano que más tarde se convirtió en un notorio espía para Alemania. Ante el Comité de Agricultura, Burnham señaló que ninguno de los animales que consumían los estadounidenses (pollos, cerdos, vacas, ovejas o corderos) era originario de Estados Unidos y que todos habían sido importados por colonos europeos siglos antes, por lo que los estadounidenses no debían dudar en introducir hipopótamos y otros animales grandes en la dieta estadounidense. Duquesne, quien nació y se crió en Sudáfrica, señaló además que los colonos europeos en ese continente incluían comúnmente hipopótamos, avestruces, antílopes y otros animales salvajes africanos en su dieta sin sufrir efectos adversos. El proyecto de ley estadounidense sobre el hipopótamo se quedó a un solo voto de ser aprobado. [ 45 ]

También se han introducido jacintos de agua en aguas habitadas por manatíes en Florida, con el propósito de biorremediación (véase §Fitorremediación más adelante) de las aguas que se han contaminado y han sido víctimas de la proliferación de algas . [ 69 ] Los manatíes incluyen el jacinto de agua en su dieta, [ 69 ] pero puede que no sea su alimento preferido. [ 70 ]

Legalidad de la venta y el envío en los Estados Unidos

En 1956, se prohibió la venta o el envío de E. crassipes en los Estados Unidos, bajo pena de multa y/o prisión. [ 71 ] Esta ley fue derogada por la HR 133 [ 72 ] [ 73 ] del 116.º Congreso (2019-2021) el 27 de diciembre de 2020.

África

Jacinto de agua en el puerto de Kisumu

El jacinto de agua pudo haber sido introducido en Egipto a finales del siglo XVIII o principios del XIX, durante la época de Muhammad Ali de Egipto , pero no fue reconocido como una amenaza invasora hasta 1879. [ 74 ] [ 75 ] La invasión a Egipto es fechada entre 1879 y 1892 por Brij Gopal . [ 76 ] [ 77 ]

La planta (en afrikáans: waterhiasint [ 78 ] ) invadió Sudáfrica en 1910, [ 80 ] [ 81 ] [ 82 ] aunque se han afirmado fechas anteriores. [ 85 ] [ g ] Un cuerpo de agua gravemente amenazado por el jacinto de agua es la presa de Hartebeespoort cerca de Brits en la provincia del Noroeste .

La planta fue introducida en Ruanda por colonos belgas para embellecer sus propiedades. Posteriormente, se extendió de forma natural hasta el lago Victoria , donde fue avistada por primera vez en 1988. [ 87 ] Allí, sin enemigos naturales, se ha convertido en una plaga ecológica que asfixia el lago, reduce la población de peces y perjudica las economías locales. Además, dificulta el acceso a Kisumu y otros puertos.

El jacinto de agua también ha aparecido en Etiopía , donde se informó por primera vez en 1965 en el embalse de Koka y en el río Awash , donde la Autoridad Etíope de Luz y Energía Eléctrica ha logrado mantenerlo bajo un control moderado a un costo considerable de mano de obra. Otras infestaciones en Etiopía incluyen muchos cuerpos de agua en la región de Gambela , el Nilo Azul desde el lago Tana hasta Sudán y el lago Ellen cerca de Alem Tena . [ 88 ] Para 2018, se había convertido en un problema grave en el lago Tana en Etiopía.

El jacinto de agua también está presente en el río Shire, en el Parque Nacional Liwonde , en Malawi.

Asia

La piscina municipal de Haldia, un depósito de agua público, se está viendo asfixiada por la creciente población de jacintos de agua, como ya ocurrió en diciembre de 2019.
Jacintos de agua cubiertos de ceniza y en flor a lo largo de la orilla del lago en San Nicolás, Batangas , Filipinas, debido a la erupción del volcán Taal en la distancia.
Jacinto de agua en un canal en la provincia de Tien Giang, Vietnam.

El jacinto de agua se introdujo en Bengala por sus flores ornamentales y la forma de sus hojas, pero se convirtió en una maleza invasora, agotando el oxígeno de los cuerpos de agua y causando la devastación de las poblaciones de peces. [ 89 ] En Bengala se le conocía como el "(hermoso) diablo azul" y en otras partes de la India como el "terror de Bengala"; en Bangladés se le llamaba "hierba alemana" (en bengalí: Germani pana ) debido a la creencia de que la misión de submarinos alemanes Kaiser [ 90 ] estuvo involucrada en su introducción al estallar la Primera Guerra Mundial. Se realizaron esfuerzos concertados para erradicar los jacintos de agua, que afectaban la navegabilidad de los ríos de Bengala. La Ley de Jacinto de Agua de Bengala de 1936 prohibió el cultivo de estas plantas. Para 1947, el problema se había resuelto y se había restablecido la navegabilidad de los ríos, aunque las plantas aún existen en los humedales. [ 91 ] [ 92 ] En Sri Lanka, los jacintos de agua eran llamados "problemas japoneses" porque corría el rumor de que los británicos los habían plantado para atraer a los aviones japoneses a aterrizar en las plataformas inseguras. [ 93 ] [ 94 ]

La planta llegó a Japón en 1884 con fines hortícolas, según la creencia popular, [ 95 ] [ 96 ] pero un investigador dedicado al estudio de la planta descubrió que el artista de ukiyo-e Utagawa Kunisada (o Utagawa Toyokuni III, fallecido en 1865 ) produjo un grabado en madera que representa el jacinto de agua, peces dorados y mujeres hermosas , fechado en 1855. [ 97 ] La planta flota en la superficie del agua de peceras (de cristal) llenas [ 98 ] o macetas de barro vidriado con forma de nenúfar ( las macetas hibachi sirven como sustituto). [ 99 ]

En la década de 1930, el jacinto de agua se introdujo en China como forraje , planta ornamental y planta de control de aguas residuales , y se plantó ampliamente en el sur como alimento para animales. A partir de la década de 1980, con el rápido desarrollo de la industria del interior de China, la eutrofización de las aguas continentales se ha intensificado. Con la ayuda de su eficiente reproducción asexual y mecanismos de adaptación ambiental, el jacinto de agua comenzó a extenderse ampliamente en las cuencas fluviales. Los jacintos han bloqueado ríos y obstaculizado el tráfico fluvial. Por ejemplo, muchos cursos de agua en Zhejiang y otras provincias han sido bloqueados por el rápido crecimiento del jacinto de agua. Además, una gran cantidad de jacintos de agua flotando en el agua impiden que la luz solar penetre en el agua, y su descomposición consume el oxígeno disuelto en el agua, contamina la calidad del agua y puede matar otras plantas acuáticas. [ 100 ] El brote de jacinto de agua ha afectado gravemente la biodiversidad del ecosistema local y ha amenazado la producción, la vida y la salud de los residentes de la comunidad. [ 101 ]

Europa

En 2016, la Unión Europea prohibió la venta del jacinto de agua en la UE. [ 102 ] Esta especie figura en la lista de especies exóticas invasoras de interés para la Unión . [ 103 ] Esto significa que no solo la venta, sino también la importación, el cultivo o la liberación intencionada al medio ambiente están prohibidos en toda la Unión Europea. [ 104 ]

Oceanía

En Papúa Nueva Guinea , el jacinto de agua bloquea la luz solar a otros organismos acuáticos, crea un hábitat para mosquitos portadores de malaria, obstruye los cursos de agua hasta el punto de impedir el paso de embarcaciones y reduce la calidad del agua para usos como cocinar, lavar y beber. Algunas personas han perdido ingresos e incluso han fallecido por no poder desplazarse para obtener alimentos o atención médica, o debido a enfermedades transmitidas por agua contaminada o mosquitos. [ 105 ]

Control

El control depende de las condiciones específicas de cada lugar afectado, como la extensión de la infestación de jacinto de agua, el clima regional y la proximidad a humanos y fauna silvestre. [ 106 ]

Control químico

El control químico es el menos utilizado de los tres métodos de control del jacinto de agua, debido a sus efectos a largo plazo en el medio ambiente y la salud humana. El uso de herbicidas requiere la aprobación estricta de las agencias gubernamentales de protección y técnicos calificados para manipular y rociar las áreas afectadas. El uso de herbicidas químicos solo se utiliza en caso de infiltración severa de jacinto de agua. [ 107 ] Sin embargo, el uso más exitoso de herbicidas es cuando se utiliza para áreas de infestación más pequeñas, porque en áreas más grandes, es probable que más matas de jacinto de agua sobrevivan a los herbicidas y puedan fragmentarse para propagar aún más una gran área de matas de jacinto de agua. Además, es más rentable y menos laborioso que el control mecánico, pero puede provocar efectos ambientales, ya que puede penetrar en el sistema de aguas subterráneas y puede afectar no solo el ciclo hidrológico dentro de un ecosistema, sino también afectar negativamente el sistema de agua local y la salud humana. También cabe señalar que el uso de herbicidas no es estrictamente selectivo para el jacinto de agua; Las especies clave y los organismos vitales como las microalgas pueden perecer a causa de las toxinas y alterar las frágiles redes alimentarias. [ 106 ]

La regulación química del jacinto de agua se puede realizar utilizando herbicidas comunes como el 2,4-D, el glifosato y el diquat. Estos herbicidas se rocían sobre las hojas del jacinto de agua y provocan cambios directos en la fisiología de la planta. [ 108 ] El uso del herbicida 2,4-D causa la muerte del jacinto de agua mediante la inhibición del crecimiento celular de tejido nuevo y la apoptosis celular. [ 109 ] Puede ser necesario un período de casi dos semanas para que las masas de jacinto de agua sean destruidas con 2,4-D. Entre 75 000 y 150 000 acres (30 000 y 61 000 ha) de jacinto de agua y hierba caimán se tratan anualmente en Luisiana. [ 110 ] 

El herbicida conocido como diquat es una sal de bromuro líquida que puede penetrar rápidamente las hojas del jacinto de agua y provocar la inactividad inmediata de las células vegetales y los procesos celulares. El herbicida glifosato tiene una toxicidad menor que otros herbicidas, por lo que tarda más en destruir las masas de jacinto de agua (aproximadamente tres semanas). Los síntomas incluyen el marchitamiento progresivo de las plantas y una decoloración amarilla de las hojas que finalmente conduce a la descomposición de la planta. [ 107 ]

Control físico

El control físico se realiza mediante maquinaria terrestre, como grúas de cangilones, dragalinas o grúas de pluma, o mediante maquinaria acuática, como cosechadoras de maleza acuática , dragas o trituradoras de vegetación. La eliminación mecánica se considera la mejor solución a corto plazo para la proliferación de la planta.

Una cosechadora de maleza acuática del fabricante alemán Berky recoge la planta acuática mediante una cinta transportadora en una bodega y puede descargar el material en la orilla.
Una cosechadora de maleza acuática recoge las plantas acuáticas mediante una cinta transportadora en una bodega y puede descargar el material en la orilla.

Las cuchillas giratorias de la maquinaria de cosecha de plantas dejan fragmentos de jacinto de agua que pueden reproducirse asexualmente. [ 108 ]

El jacinto de agua cosechado puede representar un riesgo para la salud humana debido a la propensión de la planta a absorber contaminantes, [ 111 ] y se considera tóxico para los humanos. [ 112 ]

En 2010, el Servicio de Investigación Agrícola liberó el insecto Megamelus scutellaris como control biológico de la especie invasora Eichhornia crassipes, más conocida como jacinto de agua.
En 2010, el Servicio de Investigación Agrícola liberó al insecto Megamelus scutellaris como control biológico del jacinto de agua. [ 113 ]

Control biológico

Como las eliminaciones químicas y mecánicas suelen ser demasiado costosas, contaminantes e ineficaces, los investigadores han recurrido a agentes de control biológico para combatir el jacinto de agua. El esfuerzo comenzó en la década de 1970, cuando investigadores del USDA liberaron en Estados Unidos tres especies de gorgojos conocidos por alimentarse de jacinto de agua: Neochetina bruchi , N. eichhorniae y el barrenador del jacinto de agua Sameodes albiguttalis . Estas especies de gorgojos se introdujeron en los estados de la costa del Golfo, como Luisiana, Texas y Florida, donde miles de acres estaban infestados de jacinto de agua. Una década después, se encontró una disminución de las masas de jacinto de agua de hasta un 33%, pero debido a que el ciclo de vida de los gorgojos es de 90 días, el uso de la depredación biológica para suprimir eficazmente el crecimiento del jacinto de agua es limitado. [ 110 ] Estos organismos regulan el jacinto de agua limitando su tamaño, propagación vegetativa y producción de semillas. También transportan microorganismos que pueden ser patógenos para el jacinto de agua. Estos gorgojos se alimentan del tejido del tallo, lo que provoca una pérdida de flotabilidad en la planta, que finalmente se hunde. [ 108 ] Aunque con un éxito parcial, los gorgojos se han liberado en muchos otros países. [ 105 ] [ 114 ] Sin embargo, el método de control más eficaz sigue siendo el control del exceso de nutrientes y la prevención de la propagación de esta especie.

En mayo de 2010, el Servicio de Investigación Agrícola del USDA liberó a Megamelus scutellaris como un insecto de control biológico adicional para la especie invasora de jacinto de agua. M. scutellaris es un pequeño insecto saltamontes nativo de Argentina. Los investigadores han estado estudiando los efectos del agente de control biológico en extensos estudios de rango de hospedadores desde 2006 y concluyeron que el insecto es altamente específico de hospedador y no representará una amenaza para ninguna otra población de plantas que no sea el jacinto de agua objetivo. Los investigadores también esperan que este control biológico sea más resistente que los controles biológicos existentes y los herbicidas que ya se utilizan para combatir el jacinto de agua invasor. [ 113 ] Otro insecto que se está considerando como agente de control biológico es el saltamontes semiacuático Cornops aquaticum . Este insecto es específico del jacinto de agua y su familia, y además de alimentarse de la planta, introduce una infestación patógena secundaria. Este saltamontes se ha introducido en Sudáfrica en ensayos controlados. [ 115 ]

El Centro de Control Biológico de la Universidad de Rhodes está criando M. scutellaris y los gorgojos del jacinto de agua N. eichhorniae y N. bruchi en masa para el control biológico en represas en Sudáfrica, incluida la represa de Hartbeespoort . [ 116 ] [ 117 ] La polilla Niphograpta albiguttalis (Warren) (Lepidoptera: Pyralidae) ha sido introducida en América del Norte, África y Australia. Las larvas de esta polilla perforan los tallos y los botones florales del jacinto de agua. [ 118 ]

Usos

Bioenergía

Debido a su alta tasa de crecimiento, Pontederia crassipes es una excelente fuente de biomasa . Una hectárea (2,5 acres) de cultivo en pie produce más de 70.000 m³ / ha (1.000.000 ft³ / acre) de biogás (70% CH₄).  4 , 30%CO2 ). [ 119 ] Según Curtis y Duke,unkg (2,2lb)de materia seca puede producir370 litros (13ft3)de biogás, lo que da un valor calorífico de22 000kJ/m3(590Btu/ft3)en comparación con el metano puro (895 Btu/ft3) [ 120 ]     

Wolverton y McDonald informan aproximadamente 0,2 m³ / kg (3 ft³ / lb ) de metano, [ h ] lo que indica requerimientos de biomasa de 350 t/ha (160 toneladas cortas/acre) para alcanzar el rendimiento de 70 000 m³ / ha (1 000 000 ft³ / acre) proyectado por la Academia Nacional de Ciencias (Washington). [ 122 ] Ueki y Kobayashi mencionan más de 200 t/ha (90 toneladas cortas / acre) por año. [ 123 ] Reddy y Tucker encontraron un máximo experimental de más de 1/2 tonelada por hectárea ( 1/4 de tonelada corta /acre) por día. [ 124 ]         

Los agricultores bengalíes recolectan y apilan estas plantas para secarlas al comienzo de la estación fría; luego usan los jacintos de agua secos como combustible. Las cenizas se usan como fertilizante. En India, una tonelada (1,1 toneladas cortas) de jacinto de agua seco produce aproximadamente 50 litros de etanol y 200  kg de fibra residual (7700 Btu). La fermentación bacteriana de una tonelada (1,1 toneladas cortas) produce 26 500  pies cúbicos de gas (600 Btu) con un 51,6 % de metano ( CH₄) .4 ), 25,4%de hidrógeno(H2 ), 22,1%de dióxido de carbono(CO2 ), y 1,2%de oxígeno(O2 ). La gasificación deuna tonelada (1,1 toneladas cortas)de materia seca con aire yvapora altas temperaturas (800°C o 1500°F) produce aproximadamente 40 000ft³(1100m³)de gas natural (143 Btu/ft³)que contiene 16,6 % deH₂.    2 , 4,8%CH4 , 21,7%CO(monóxido de carbono), 4,1%CO2 y 52,8%N2 (nitrógeno). El altode humedaddel jacinto de agua aumenta los costos de manipulación y limita su uso comercial. [ 122 ] [ 125 ] Un sistema de producción hidropónicacontinuasería más eficiente que la operación por lotes convencional. [ 16 ] [ 126 ]

La mano de obra necesaria para la cosecha del jacinto de agua puede reducirse ubicando los sitios de recolección y las plantas procesadoras en embalses que aprovechen los vientos predominantes . La biomasa cosechada puede convertirse en etanol , biogás , hidrógeno , nitrógeno gaseoso y/o fertilizante . [ 127 ] El agua resultante puede utilizarse para irrigar tierras de cultivo cercanas . [ 16 ]

Fitorremediación, tratamiento de aguas residuales

El jacinto de agua podría utilizarse para eliminar el arsénico del agua contaminada de pozos tubulares en Bangladesh . [ 128 ]

Se ha observado que el jacinto de agua mejora la nitrificación en las celdas de tratamiento de aguas residuales . Las zonas radiculares albergan comunidades bacterianas. [ 29 ]

El jacinto de agua es una planta forrajera común en el tercer mundo, especialmente en África, aunque su uso excesivo puede ser tóxico. Es rico en proteínas (nitrógeno) y oligoelementos .

Se ha informado que el jacinto de agua es eficiente para eliminar entre el 60 y el 80 % del nitrógeno [ 129 ] y alrededor del 69 % del potasio del agua [ 130 ] . ​​Se descubrió que las raíces del jacinto de agua eliminan materia particulada y nitrógeno en un humedal eutrofizado natural poco profundo [ 131 ] [ 132 ].

La planta tolera y tiene una alta capacidad para absorber metales pesados , incluidos cadmio , cromo , cobalto , níquel , plomo y mercurio , lo que podría hacerla adecuada para la biodepuración de aguas residuales industriales. [ 111 ] [ 133 ] [ 134 ] [ 135 ] [ 136 ] [ 137 ]

Las raíces de Pontederia crassipes absorben de forma natural algunos compuestos orgánicos considerados cancerígenos , en concentraciones 10 000 veces superiores a las del agua circundante. [ 138 ] Los jacintos de agua pueden cultivarse para el tratamiento de aguas residuales (especialmente aguas residuales de la industria láctea). [ 16 ]

Además de metales pesados, Pontederia crassipes también puede eliminar otras toxinas, como el cianuro , lo cual es beneficioso para el medio ambiente en áreas que han sufrido operaciones de extracción de oro. [ 139 ]

El jacinto de agua puede absorber y degradar el etión , un pesticida fosfórico. [ 140 ]

Agricultura

El jacinto de agua se utiliza como fertilizante orgánico [ 141 ] y como alimento para animales [ 141 ] y ensilaje para vacas , ovejas , gansos , cerdos y otros animales de granja . [ 142 ]

En Bengala, India, el kachuri-pana se ha utilizado principalmente como fertilizante, compost o mantillo, y secundariamente como forraje para el ganado y los peces. [ 143 ] En Bangladesh, los agricultores de la región suroccidental cultivan hortalizas en "huertos flotantes", generalmente con una base de estructura de bambú, con masa seca de jacinto de agua cubierta de tierra como lecho, ya que una gran parte de la tierra cultivable queda bajo el agua durante meses durante el monzón en esta región de baja altitud. Este método también se conoce como dhap chash y vasoman chash . [ 144 ]

En Kenia, África Oriental, se ha utilizado experimentalmente como fertilizante orgánico, aunque existe controversia debido a su alto valor de pH alcalino. [ 145 ]

Otros usos

En varios lugares del mundo, la planta se utiliza para fabricar muebles, bolsos, cestas, cuerdas y artículos para el hogar/productos de interior (pantallas de lámparas, marcos de fotos) por empresas creadas por ONG y emprendedores. [ 141 ] [ 69 ]

Productos tejidos

El estadounidense-nigeriano Achenyo Idachaba ha ganado un premio por demostrar cómo se puede explotar esta planta para obtener ganancias mediante la elaboración de productos tejidos en Nigeria. [ 146 ]

Papel

Aunque un estudio determinó que el jacinto de agua tiene un uso limitado en la producción de papel, [ 147 ] aún se utiliza a pequeña escala. Goswami señaló en su artículo que el jacinto de agua tiene el potencial de producir papel resistente y fuerte. Descubrió que agregar pulpa de jacinto de agua a la materia prima de pulpa de bambú para papel antigrasa puede aumentar la resistencia física del papel.

Comestibilidad

La planta se utiliza como verdura de mesa rica en caroteno en Taiwán . Los javaneses a veces cocinan y comen las partes verdes y la inflorescencia. [ 16 ] Los vietnamitas también cocinan la planta y a veces añaden sus hojas tiernas y flores a sus ensaladas.

Potencial como agente bioherbicida

Se ha demostrado que el extracto de hojas de jacinto de agua presenta fitotoxicidad contra otra maleza invasora, Mimosa pigra . El extracto inhibió la germinación de las semillas de M. pigra , además de suprimir el crecimiento de las raíces de las plántulas. Los datos bioquímicos sugieren que los efectos inhibitorios podrían estar mediados por una mayor producción de peróxido de hidrógeno , la inhibición de la actividad de la peroxidasa soluble y la estimulación de la actividad de la peroxidasa unida a la pared celular en los tejidos radiculares de M. pigra . [ 148 ]

Bioplásticos

En Kenia , los plásticos biodegradables desarrollados a partir de jacintos de agua secos se comercializan como envoltorios de alimentos, pajitas y platos para fiestas. [ 149 ]

Notas explicativas

  1. ↑ Incluyendo la indicación de que estos se cultivaron en viveros y jardines poco después de la Guerra Civil Estadounidense (que terminó en 1865). [ 44 ]
  2. ↑ Cabe señalar que los ingenieros militares fueron los encargados de eliminar los jacintos de agua en el sur, como se explica a continuación.
  3. ↑ Brown (1941) también afirma erróneamente que la especie es "originaria de Japón", pág. 9. Brown aparece en una fotografía en la pág. 12.
  4. ↑ También cabe señalar que cuando la Exposición Universal regresó a los Estados Unidos en 1993 y se celebró en Chicago ( Exposición Mundial Colombina ), Edmund D. Sturtevant estuvo allí exhibiendo sus nenúfares. [ 58 ]
  5. ↑ Se utiliza el término "oficial de la junta de ingenieros", pero la biografía de uno de sus miembros, en la lista de graduados de West Point, muestra que era del Cuerpo de Ingenieros del Ejército. [ 63 ]
  6. ↑ El Informe del Experimento de 1903 dice "petróleo", mientras que Klorer 1909 , p. 443 escribe " fuel oil Beaumont ".
  7. ↑ La afirmación más ambiciosa de Kitunda (2017) , pág. xv, que data de 1829 y se debe a William Townsend Aiton de Kew Gardens, no resulta cierta, ya que la fuente señalada, Curtis's Botanical Magazine (1829), simplemente afirma que Aiton puso la planta a disposición de los Jardines Botánicos de Glasgow en ese entonces . [ 86 ]
  8. ↑ es decir, 200 litros de los "350 a 411 litros de biogás por kg de peso seco de jacintos de agua (5,7 a 6,6 scf por lb seca)" informados por este equipo con Barlow. [ 121 ]

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