Pontederia crassipes (anteriormente Eichhornia crassipes ), comúnmente conocida como jacinto de agua común , es una planta acuática originaria de América del Sur , naturalizada en todo el mundo y, a menudo, invasiva fuera de su área de distribución nativa. [1] [2] [3] Es la única especie del subgénero Oshunae dentro del género Pontederia . [4] Como anécdota, se le conoce como el "terror de Bengala" debido a sus tendencias de crecimiento invasivas.
El jacinto de agua es una planta acuática perenne (o hidrófita) que flota libremente y es originaria de América del Sur tropical y subtropical. Con hojas anchas, gruesas, brillantes y ovadas, el jacinto de agua puede elevarse sobre la superficie del agua hasta 1 m (3 pies) de altura. Las hojas miden de 10 a 20 cm (4 a 8 pulgadas) de ancho en un tallo, que flota mediante nódulos flotantes en forma de bulbos en su base sobre la superficie del agua. Tienen tallos largos, esponjosos y bulbosos. Las raíces plumosas que cuelgan libremente son de color negro púrpura. Un tallo erecto sostiene una única 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 rana amazónica ( Limnobium spongia [5] ) o la rana amazónica ( Limnobium laevigatum ).
El jacinto de agua, una de las plantas conocidas de más rápido crecimiento, se reproduce principalmente a través de estolones o estolones , que eventualmente forman plantas hijas. Además, cada planta puede producir miles de semillas cada año, y estas semillas pueden permanecer viables durante más de 28 años. [6] Los jacintos de agua comunes crecen vigorosamente y las matas pueden duplicar su tamaño en una o dos semanas. [7] En términos de recuento de plantas más que de tamaño, se dice que se multiplican por más de cien veces en cuestión de 23 días.
En su área de distribución nativa, las flores son polinizadas por abejas de lengua larga y las plantas pueden reproducirse tanto sexual como clonalmente. La capacidad invasiva del jacinto está relacionada con su capacidad para clonarse a sí mismo, y es probable que grandes parches formen parte de la misma forma genética.
El jacinto de agua tiene tres formas florales y se denomina " tristilo ". Las formas de las flores reciben su nombre por la longitud de sus pistilos: largo (L), mediano (M) y corto (S). [8] Sin embargo, las poblaciones de tristilos se limitan a la zona de distribución del jacinto de agua de las tierras bajas nativas de América del Sur; en el rango introducido, prevalece la morfología M, la morfología L ocurre ocasionalmente y la morfología S está ausente por completo. [9] Esta distribución geográfica de las formas florales indica que los eventos fundadores han jugado un papel destacado en la propagación mundial de la especie. [10]
Su hábitat varía desde el desierto tropical hasta el desierto subtropical o cálido y templado hasta zonas de selva tropical . La tolerancia a la temperatura del jacinto de agua es:
Su tolerancia al pH se estima entre 5,0 y 7,5. Las hojas mueren por 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 media es superior al 15% de la del agua de mar (alrededor de 5 g de sal por kg). En aguas salobres , sus hojas presentan epinastia y clorosis , y eventualmente mueren. Se han llevado al mar balsas de jacinto de agua recolectado , lo que lo mata. [11]
Azotobacter chroococcum , una especie de bacteria fijadora de nitrógeno, probablemente se concentra alrededor de las bases de los pecíolos , pero las bacterias no fijan nitrógeno a menos que la planta sufra una deficiencia extrema de nitrógeno. [12]
Las plantas frescas contienen cristales espinosos . [11] Se informa que esta planta contiene cianuro de hidrógeno , alcaloides y triterpenoides , y puede provocar picazón . [13] Las plantas rociadas con ácido 2,4-diclorofenoxiacético (2,4-D) pueden acumular dosis letales de nitratos [14] y otros elementos nocivos en ambientes contaminados . [ cita necesaria ]
El jacinto de agua crece y se reproduce rápidamente, por lo que puede cubrir grandes porciones de estanques y lagos. [15] Puede coexistir fácilmente con otras plantas invasoras y plantas nativas en un área. [16] Particularmente vulnerables son las masas de agua que ya han sido afectadas por actividades humanas, como los embalses artificiales o los lagos eutrofiados que reciben grandes cantidades de nutrientes. [17] [18] Supera a las plantas acuáticas nativas, tanto flotantes como sumergidas. [15] [19] En 2011, Wu Fuqin et al. [20] rastrearon los resultados del lago Yunnan Dianchi y también demostraron que el jacinto de agua podría afectar la fotosíntesis del fitoplancton, las plantas sumergidas y las algas mediante la calidad del medio ambiente del agua e inhibir su crecimiento. El proceso de descomposición agota el oxígeno disuelto en el agua, lo que a menudo mata a los peces. [15]
El jacinto de agua puede absorber una gran cantidad de metales pesados y otras sustancias nocivas. Después de su muerte, se pudre y se hunde hasta el fondo del agua, provocando una contaminación secundaria del cuerpo de agua, destruyendo la calidad natural del agua e incluso puede afectar la calidad del agua potable de los residentes en casos graves. El agua donde crece abundantemente el jacinto de agua es a menudo un lugar de reproducción para vectores de enfermedades (por ejemplo, mosquitos [19] y caracoles [21] ) y patógenos dañinos, lo que representa una amenaza potencial para la salud de los residentes locales. [22] Es muy importante monitorear rápidamente las áreas que están infestadas para reducir o controlar eficientemente el crecimiento de estas especies. [23] Por otro lado, el jacinto de agua también puede proporcionar una fuente de alimento para los peces de colores, mantener el agua limpia [24] [25] y ayudar a proporcionar oxígeno. [26]
La invasión del jacinto de agua también tiene consecuencias socioeconómicas. Dado que el jacinto de agua se compone de hasta un 95% de agua, su tasa de evapotranspiración es alta. [27] Como tal, los pequeños lagos que han sido cubiertos por la especie pueden secarse y dejar a las comunidades sin un suministro adecuado de agua o alimentos. En algunas zonas, densas matas de jacintos de agua impiden el uso de una vía fluvial, lo que provoca la pérdida de transporte (tanto humano como de carga), así como la pérdida de posibilidades de pesca. [28] [29] Se destinan grandes sumas de dinero a la eliminación del jacinto de agua de los cuerpos de agua, así como a descubrir cómo destruir los restos recolectados. [30] La recolección mecánica del jacinto de agua requiere un esfuerzo considerable. Un millón de toneladas de biomasa fresca requerirían 75 camiones con una capacidad de 40 m 3 por día, durante 365 días para eliminarlo. [31] El jacinto de agua luego se transferiría a un vertedero y se le permitiría descomponerse, lo que libera CO 2 , metano y óxidos de nitrógeno. [32]
El jacinto de agua se ha introducido ampliamente en América del Norte, Europa, Asia, Australia, África y Nueva Zelanda . [33] En muchas áreas, se ha convertido en una especie invasora importante y perniciosa . En Nueva Zelanda, figura en el Acuerdo Nacional de Plantas Plagas , lo que impide su propagación, distribución o venta. En grandes zonas acuáticas como Luisiana, los remansos de Kerala en la 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 de planta invasora en el lago Victoria en África después de su introducción en la zona en la década de 1980. [34]
Se ensambló un genoma de referencia cromosómico de 1,22 Gb/8 para estudiar los genomas nucleares y de cloroplastos entre 10 líneas de jacintos de agua de 3 continentes. [35] Los resultados indican la propagación de un genotipo limitado de jacinto de agua de América del Sur, donde tiene la mayor diversidad genética. El documento propone que la propagación podría provenir de barcos que viajan desde el puerto de Itajaí, en la costa este de Brasil. [35] Aunque los estudios genéticos en muestras de Bangladesh e Indonesia demuestran diferentes genotipos, lo que potencialmente implica introducciones múltiples al área de distribución introducida. [36]
Se dan varios relatos sobre cómo se introdujo el jacinto de agua en los Estados Unidos . [a]
La afirmación de que el jacinto de agua fue introducido en los EE. UU. en 1884 en la Exposición Universal de Nueva Orleans , también conocida como el Centenario Mundial del Algodón , [38] ha sido caracterizada como el "primer relato auténtico", [39] así como " leyenda local". [40]
En algún momento surgió la leyenda de que las plantas habían sido regaladas por una delegación japonesa en la feria. [43] Esta afirmación está ausente en un artículo pertinente publicado en una revista especializada de ingenieros militares que data de 1940, [b] [44] pero aparece en un artículo escrito en 1941 por el director de la división de pesca y vida silvestre del Departamento de Pesca de Luisiana. Conservación, donde escribe el autor, "el gobierno japonés mantuvo un edificio japonés" en la feria, y el "personal japonés importó de Venezuela una cantidad considerable de jacintos de agua, que fueron regalados como souvenirs". [c] [41] La afirmación ha sido repetida por escritores posteriores, con varios cambios en los detalles. Así, Noel D. Vietmeyer (1975), miembro de la Academia Nacional de Ciencias, escribió que "empresarios japoneses" introdujeron la planta en Estados Unidos, y que las plantas habían sido "recolectadas del río Orinoco en Venezuela". [42] Esta afirmación fue compartida 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. [45] Mientras tanto , el biólogo canadiense Spencer CH Barrett (2004) defendió la teoría de que primero se cultivaron en estanques de jardín, después de lo cual se multiplicaron y escaparon a los alrededores. [46] El relato obtiene 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, [47] y otro narrador sureño, Gaspar J. "Buddy" Stall. (1998), aseguró a sus lectores que los japoneses entregaban a cada familia un paquete de esas semillas. [48]
Un artículo también ha investigado el papel que las ventas por catálogo de semillas y plantas pueden haber desempeñado en la difusión de plantas invasoras. Se descubrió que P. crassipes se había ofrecido 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 , [49] y Haage & Schmidt de Alemania ha ofrecido la planta desde 1864 (cuando se fundó la empresa). [49] En 1895, los proveedores de semillas lo ofrecían en los estados de Nueva Jersey, Nueva York, California y Florida. [50] [d]
La revista Harper's Weekly (1895) publicó un relato anecdótico que afirma que cierto hombre de Nueva Orleans recogió y trajo a casa jacintos de agua desde Colombia, alrededor de 1892, y la planta proliferó en cuestión de 2 años. [52]
A medida que los jacintos se multiplican formando esteras, eliminan la presencia de peces y obstruyen las vías fluviales para la navegación y el transporte marítimo. [53] Este efecto ya estaba en marcha en el estado de Luisiana a principios del siglo XX. [38]
La planta invadió Florida en 1890, [54] y se estima que 50 kg/m 2 de masa vegetal asfixiaron los cursos de agua de Florida. [55] La obstrucción del río St. Johns representaba una seria amenaza, y 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. [mi] [57] [56]
Así, a principios del siglo XX, el Departamento de Guerra de los EE. UU. (es decir, el Cuerpo de Ingenieros del Ejército) probó varios medios para erradicar las plantas, incluido el chorro de vapor y agua caliente, la aplicación de varios ácidos fuertes y la aplicación de petróleo. seguido de la incineración. [f] La pulverización con una solución salina saturada (pero no con soluciones diluidas) mató eficazmente las plantas; desafortunadamente, esto se consideró prohibitivamente costoso y 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. [58] [59] Este herbicida se utilizó hasta 1905, cuando fue sustituido por un compuesto diferente a base de arsénico blanco . [59] Un ingeniero encargado de la fumigación no pensó que el veneno fuera motivo de preocupación y afirmó que la tripulación del barco fumigador capturaba peces de sus áreas de trabajo de forma rutinaria y los consumía. [60] Sin embargo, la fumigación tenía pocas esperanzas de erradicar completamente el jacinto de agua, debido a la inmensidad de las colonias que escaparon y la inaccesibilidad de algunas de las áreas infestadas, y el ingeniero sugirió que podrían ser necesarios algunos medios biológicos de control. [61]
En 1910, la New Foods Society propuso una solución audaz. Su plan era importar y liberar hipopótamos de África en los ríos y pantanos de Luisiana. El hipopótamo luego comería el jacinto de agua y también produciría carne para resolver otro problema grave de la época: la crisis de la carne en Estados Unidos. [38]
Conocido como American Hippo Bill, el HR 23621 fue presentado por el congresista de Luisiana Robert Broussard y debatido por el Comité Agrícola 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 scout estadounidense , y el capitán Fritz Duquesne , un scout sudafricano que más tarde se convirtió en un famoso espía de Alemania. En su presentación ante el Comité de Agricultura, Burnham señaló que ninguno de los animales que comían los estadounidenses (pollos, cerdos, vacas, ovejas o corderos) eran nativos de los EE. UU. y todos habían sido importados por los colonos europeos siglos antes, por lo que los estadounidenses no deberían dudan en introducir hipopótamos y otros animales grandes en la dieta estadounidense. Duquesne, que nació y creció en Sudáfrica, señaló además que los colonos europeos en ese continente comúnmente incluían hipopótamos, avestruces, antílopes y otros animales salvajes africanos en sus dietas y no sufrieron efectos nocivos. El proyecto de ley sobre el hipopótamo estadounidense se quedó a un voto de ser aprobado. [38]
También se han introducido jacintos de agua en aguas habitadas por manatíes en Florida, con el fin de biorremediar (cf. §Fitorremediación más adelante) de las aguas que se han contaminado y han sido víctimas de la proliferación de algas . [62] Los manatíes incluyen el jacinto de agua en su dieta, [62] pero puede que no sea el alimento de primera elección para ellos. [63]
En 1956, se prohibió la venta o el envío de E. crassipes en los Estados Unidos, sujeto a una multa y/o prisión. [64] Esta ley fue derogada por HR133 [65] [66] [116.º Congreso (2019-2020)] el 27/12/2020.
Es posible que el jacinto de agua se haya introducido en Egipto entre finales del siglo XVIII y principios del XIX durante la era de Muhammad Ali de Egipto , pero no fue reconocido como una amenaza invasora hasta 1879. [67] [68] La invasión a Egipto está fechada entre 1879 y 1892 por Brij Gopal. [69] [70]
Se podría decir que la planta (afrikaans: waterhiasint [71] ) invadió Sudáfrica en 1910, [73] [74] [75], aunque se han afirmado fechas anteriores. [78] [g] Un cuerpo de agua ampliamente amenazado por el jacinto de agua es la presa Hartebeespoort cerca de Brits en la provincia del Noroeste .
La planta fue introducida por colonos belgas en Ruanda para embellecer sus propiedades. Luego avanzó por medios naturales hasta el lago Victoria, donde fue avistado por primera vez en 1988. [80] Allí, sin enemigos naturales, se ha convertido en una plaga ecológica, asfixiando el lago, disminuyendo las reservas de peces y dañando las economías locales. Impide 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 someterlo a un control moderado con un costo considerable de mano de obra humana. Otras infestaciones en Etiopía incluyen muchas masas de agua en la región de Gambela , el Nilo Azul desde el lago Tana hasta Sudán y el lago Ellen cerca de Alem Tena . [81] En 2018, se ha 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.
El jacinto de agua se introdujo en Bengala , India, debido a sus flores ornamentales y la forma de sus hojas, pero se convirtió en una maleza invasora, que drenaba oxígeno de los cuerpos de agua y provocaba la devastación de las poblaciones de peces. [82] El jacinto de agua era conocido como el "(hermoso) diablo azul" en Bengala y el "terror de Bengala" en otras partes de la India; En Bangladesh se le llamó "hierba alemana" (bengalí: Germani pana ) porque se creía que la misión submarina alemana Kaiser [83] participó en su introducción al estallar la Primera Guerra Mundial. Se hicieron esfuerzos concertados para erradicar los jacintos de agua, que afectaban navegabilidad en los ríos de Bengala. La Ley del Jacinto de Agua de Bengala de 1936 prohibió el cultivo de estas plantas. En 1947, el problema se resolvió y se restableció la navegabilidad de los ríos, aunque las plantas todavía existen en los humedales. [84] [85] Los jacintos de agua fueron llamados "problemas japoneses" en Sri Lanka porque había un rumor de que los británicos los habían plantado para atraer a los aviones japoneses a aterrizar en las inseguras plataformas. [86] [87]
La planta entró en Japón en 1884 para su apreciación hortícola, según la sabiduría convencional, [88] [89] pero un investigador dedicado al estudio de la planta descubrió que el artista de ukiyo-e Utagawa Kunisada (o Utagawa Toyokuni III, m. 1865 ) produjo un grabado en madera que representa el jacinto de agua, el pez dorado y mujeres hermosas , que data de 1855. [90] La planta flota sobre la superficie del agua de peceras llenas (de cristalería) [91] o vasijas de loza vidriada con nenúfares (vasijas hibachi que sirven como sustituto). [92]
En la década de 1930, el jacinto de agua se introdujo en China como alimento , 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 interior de China, la eutrofización de las aguas interiores se ha intensificado. Con la ayuda de su eficiente reproducción asexual y sus 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 acuático. Por ejemplo, muchas vías fluviales en Zhejiang y otras provincias han sido bloqueadas por el rápido crecimiento del jacinto de agua. Además, una gran cantidad de jacintos de agua que flotan en el agua bloquean la entrada de luz solar al agua y su descomposición consume oxígeno disuelto en el agua, contamina la calidad del agua y puede matar otras plantas acuáticas. 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.
En 2016, la Unión Europea prohibió cualquier venta de jacinto de agua en la UE. [93] La especie figura en la lista de especies exóticas invasoras de interés para la Unión. [94] Esto significa que no sólo la venta, sino también la importación, el cultivo o la liberación intencionada al medio ambiente están prohibidos en toda la Unión Europea. [95]
En Papua Nueva Guinea , el jacinto de agua bloquea la luz solar para otros organismos acuáticos, crea un hábitat para los mosquitos portadores de la malaria, obstruye las vías fluviales hasta el punto que los barcos no pueden atravesarlas y reduce la calidad del agua para cocinar, lavar y beber. Las personas han perdido ingresos o incluso han muerto por no poder viajar para conseguir alimentos o atención médica, o por enfermedades causadas por agua contaminada o mosquitos. [96]
El control depende de las condiciones específicas de cada lugar afectado, como el alcance de la infestación de jacintos de agua, el clima regional y la proximidad a los humanos y la vida silvestre. [97]
El control químico es el menos utilizado de los tres controles del jacinto de agua, debido a sus efectos a largo plazo sobre el medio ambiente y la salud humana. El uso de herbicidas requiere la aprobación estricta de las agencias de protección gubernamentales y técnicos capacitados para manipular y rociar las áreas afectadas. El uso de herbicidas químicos sólo se utiliza en caso de infiltración grave del jacinto de agua. [98] Sin embargo, el uso más exitoso de herbicidas es cuando se usa para áreas más pequeñas de infestación, porque en áreas más grandes, es probable que más mantos de jacintos de agua sobrevivan a los herbicidas y puedan fragmentarse para propagar aún más un área grande de jacintos de agua. esteras. Además, es más rentable y menos laborioso que el control mecánico, pero puede tener efectos medioambientales, ya que puede penetrar en el sistema de aguas subterráneas y afectar no sólo al ciclo hidrológico dentro de un ecosistema, sino también afectar negativamente al sistema de agua local y salud humana. También es de destacar que el uso de herbicidas no es estrictamente selectivo para los jacintos de agua; especies clave y organismos vitales como las microalgas pueden morir a causa de las toxinas y alterar las frágiles redes alimentarias. [97]
La regulación química de los jacintos de agua se puede realizar utilizando herbicidas comunes como 2,4-D, glifosato y diquat. Los herbicidas se rocían sobre las hojas del jacinto de agua y provocan cambios directos en la fisiología de la planta. [99] El uso del herbicida conocido como 2,4-D provoca la muerte del jacinto de agua mediante la inhibición del crecimiento celular de tejido nuevo y la apoptosis celular. [100] Es posible que se necesite un período de casi dos semanas antes de que las matas de jacinto de agua se destruyan con 2, 4-D. En Luisiana se tratan anualmente entre 75.000 y 150.000 acres (30.000 y 61.000 ha) de jacinto de agua y hierba de caimán . [101]
El herbicida conocido como diquat es una sal líquida de bromuro que puede penetrar rápidamente en las hojas del jacinto de agua y provocar una inactividad inmediata de las células vegetales y de los procesos celulares. El herbicida glifosato tiene una toxicidad menor que los otros herbicidas, por lo que las esteras de jacinto de agua tardan más en destruirse (alrededor de tres semanas). Los síntomas incluyen un marchitamiento constante de las plantas y una decoloración amarilla de las hojas de las plantas que eventualmente conduce a la descomposición de las plantas. [98]
El control físico se realiza mediante máquinas terrestres, como grúas de cangilones, dragas o plumas, o mediante maquinaria acuática como cosechadoras de malezas acuáticas , [102] dragas o trituradoras de vegetación. [103] La eliminación mecánica se considera la mejor solución a corto plazo para la proliferación de la planta.
Un proyecto en el lago Victoria en África utilizó varios equipos para cortar, recolectar y eliminar 1.500 hectáreas (3.700 acres) de jacinto de agua en un período de 12 meses. Sin embargo, es costoso y requiere el uso de vehículos terrestres y acuáticos, pero se necesitaron muchos años para que el lago quedara en malas condiciones y su recuperación será un proceso continuo. [ cita necesaria ]
Puede tener un costo anual de $6 millones a $20 millones y sólo se considera una solución a corto plazo para un problema a largo plazo. Otra desventaja de la recolección mecánica es que puede provocar una mayor fragmentación de los jacintos de agua cuando las plantas se rompen con los cortadores giratorios de la maquinaria de recolección de plantas. Los fragmentos de jacinto de agua que quedan en el agua pueden reproducirse fácilmente de forma asexual y provocar otra infestación. [99]
Sin embargo, el transporte y la eliminación del jacinto de agua recolectado es un desafío porque la vegetación es pesada. El jacinto de agua recolectado puede representar un riesgo para la salud de los humanos debido a la propensión de la planta a absorber contaminantes, [104] y se considera tóxico para los humanos. Además, la práctica de la recolección mecánica no es eficaz en infestaciones a gran escala, porque esta especie acuática invasora crece mucho más rápidamente de lo que puede eliminarse. Sólo de uno a dos acres ( 1 ⁄ 2 a 1 ha) de jacinto de agua se pueden cosechar mecánicamente diariamente debido a las grandes cantidades que hay en el medio ambiente. Por lo tanto, el proceso requiere mucho tiempo. [105]
Como las eliminaciones químicas y mecánicas suelen ser demasiado caras, 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 los Estados Unidos tres especies de gorgojos que se sabe que se alimentan del jacinto de agua: Neochetina bruchi , N. eichhorniae y el barrenador del jacinto de agua Sameodes albiguttalis . Las especies de gorgojos se introdujeron en los estados de la costa del Golfo, como Luisiana, Texas y Florida, donde miles de acres fueron infestados por jacintos de agua. Una década más tarde, se encontró una disminución en las esteras 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 eficientemente el crecimiento del jacinto de agua es limitado. [101] Estos organismos regulan el jacinto de agua limitando su tamaño, propagación vegetativa y producción de semillas. También transportan microorganismos que pueden resultar patológicos para el jacinto de agua. Estos gorgojos comen tejido del tallo, lo que resulta en una pérdida de flotabilidad de la planta, que eventualmente se hundirá. [99] Aunque tuvieron un éxito limitado, los gorgojos se han liberado desde entonces en muchos otros países. [96] [107] 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. [ cita necesaria ]
En mayo de 2010, el Servicio de Investigación Agrícola del USDA lanzó Megamelus scutellaris como un insecto de control biológico adicional para la especie invasora de jacinto de agua. M. scutellaris es un pequeño insecto saltamontes originario de Argentina. Los investigadores han estado estudiando los efectos del agente de control biológico en extensos estudios de huéspedes desde 2006 y concluyeron que el insecto es altamente específico para el huésped 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 existen para combatir el invasivo jacinto de agua. [106] Otro insecto que se considera un 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. [108]
El Centro de Control Biológico de la Universidad de Rodas está criando en masa M. scutellaris y los gorgojos del jacinto de agua N. eichhorniae y N. bruchi para el control biológico en represas de Sudáfrica, incluida la presa Hartbeespoort . [109] [110] La polilla Niphograpta albiguttalis (Warren) (Lepidoptera: Pyralidae) se ha introducido en América del Norte, África y Australia. Las larvas de esta polilla perforan los tallos y botones florales del jacinto de agua. [111]
Dado que el jacinto de agua es tan prolífico, cosecharlo para diversos usos también sirve como medio de control ambiental.
Debido a su altísima tasa de desarrollo, Pontederia crassipes es una excelente fuente de biomasa . Una hectárea (2,5 acres) de cultivo en pie produce así más de 70.000 m 3 /ha (1.000.000 pies cúbicos/acre) de biogás (70% CH
4, 30% CO
2). [112] Según Curtis y Duke, un kg (2,2 lb) de materia seca puede producir 370 litros (13 pies cúbicos) de biogás, lo que da un poder calorífico de 22.000 kJ/m 3 (590 Btu/pie cúbico) en comparación con el biogás puro. metano (895 Btu/pie 3 ) [113]
Wolverton y McDonald informan aproximadamente 0,2 m 3 /kg (3 pies cúbicos/lb) de metano, [h] lo que indica requisitos de biomasa de 350 t/ha (160 toneladas cortas/acre) para alcanzar los 70.000 m 3 /ha (1.000.000 pies cúbicos/ acre) rendimiento proyectado por la Academia Nacional de Ciencias (Washington). [115] Ueki y Kobayashi mencionan más de 200 t/ha (90 toneladas cortas/acre) por año. [116] Reddy y Tucker encontraron un máximo experimental de más de 1 ⁄ 2 toneladas por hectárea ( 1 ⁄ 4 toneladas cortas/acre) por día. [117]
Los agricultores bengalíes recolectan y apilan estas plantas para que se sequen al inicio de la estación fría; Luego utilizan los jacintos de agua secos como combustible. Las cenizas se utilizan como fertilizante. En la India, una tonelada (1,1 toneladas cortas) de jacinto de agua seco produce alrededor de 50 litros de etanol y 200 kg de fibra residual (7.700 Btu). La fermentación bacteriana de una tonelada (1,1 toneladas cortas) produce 26.500 pies 3 de gas (600 Btu) con 51,6% de metano ( CH
4), 25,4% de hidrógeno ( H
2), 22,1% de dióxido de carbono ( CO
2), y 1,2% de oxígeno ( O
2). La gasificación de una tonelada (1,1 toneladas cortas) de materia seca mediante aire y vapor a altas temperaturas (800 °C o 1.500 °F) produce aproximadamente 40.000 pies 3 (1.100 m 3 ) de gas natural (143 Btu/pie 3 ) que contiene 16,6% H
2, 4,8% CH
4, 21,7% CO ( monóxido de carbono ), 4,1% CO
2y 52,8% norte
2( nitrógeno ). El alto contenido de humedad del jacinto de agua, que tanto aumenta los costos de manipulación, tiende a limitar las empresas comerciales. [115] [118] Se podría diseñar un sistema de producción hidráulica continua , que proporcionaría una mejor utilización de las inversiones de capital que en la agricultura convencional, que es esencialmente una operación por lotes. [11] [119]
La mano de obra involucrada en la recolección del jacinto de agua se puede reducir en gran medida ubicando los sitios de recolección y los procesadores en embalses que aprovechen los vientos predominantes . A esta operación también podrían añadirse sistemas de tratamiento de aguas residuales . La biomasa recolectada luego se convertiría en etanol , biogás , hidrógeno , nitrógeno gaseoso y/o fertilizante . [120] El agua subproducto se puede utilizar para regar tierras de cultivo cercanas . [11]
El jacinto de agua elimina el arsénico del agua potable contaminada con arsénico. Puede ser una herramienta útil para eliminar el arsénico del agua de pozos entubados en Bangladesh . [121]
También se observa que el jacinto de agua mejora la nitrificación en las células de tratamiento de aguas residuales de la tecnología viva. Sus zonas de raíces son magníficos micrositios para comunidades bacterianas. [24]
El jacinto de agua es una planta forrajera común en el tercer mundo, especialmente en África, aunque su uso excesivo puede ser tóxico. Tiene un alto contenido de proteínas (nitrógeno) y oligoelementos , y las heces de cabra también son una buena fuente de fertilizante.
Se informa que el jacinto de agua es eficaz para eliminar entre el 60 % y el 80 % del nitrógeno [122] y aproximadamente el 69 % del potasio del agua. [123] Se descubrió que las raíces del jacinto de agua eliminan partículas y nitrógeno en un humedal natural eutrofizado poco profundo. [124] [125]
La planta es extremadamente tolerante y tiene una alta capacidad para absorber metales pesados , incluidos cadmio , cromo , cobalto , níquel , plomo y mercurio , lo que podría hacerla adecuada para la biolimpieza de aguas residuales industriales. [104] [126] [127] [128] [129] [130]
Las raíces de Pontederia crassipes absorben de forma natural algunos compuestos orgánicos que se cree que son cancerígenos , en concentraciones 10.000 veces mayores que las del agua circundante. [131] Los jacintos de agua se pueden cultivar para el tratamiento de aguas residuales (especialmente aguas residuales de productos lácteos). [11] [ verificación fallida ]
Además de los metales pesados, Pontederia crassipes también puede eliminar otras toxinas, como el cianuro , que es beneficioso para el medio ambiente en áreas que han soportado operaciones de extracción de oro. [132]
El jacinto de agua puede absorber y degradar el etión , un pesticida que contiene fósforo. [133]
En lugares donde el jacinto de agua es invasivo, sobreabundante y necesita ser eliminado, estas características lo hacen libre para la cosecha, lo que lo hace muy útil como fuente de materia orgánica para compostaje en agricultura orgánica . Se utiliza internacionalmente como fertilizante [134] y como alimento para animales [134] y ensilaje para ganado vacuno , ovino , ganso , porcino y otros animales . [135]
En Bengala, India, el kachuri-pana se ha utilizado principalmente como fertilizante, abono o mantillo y, en segundo lugar, como forraje para el ganado y los peces. [136] En Bangladesh, los agricultores de la región suroeste cultivan hortalizas en "huertos flotantes", generalmente con una base de marco construida con bambú, con una masa seca de jacinto de agua cubierta con tierra como lecho. Como una gran parte de la tierra cultivable queda bajo el agua durante meses durante el monzón en esta región baja, los agricultores han cultivado este método durante muchas décadas. El método de esta agricultura se conoce con muchos nombres, incluidos dhap chash y vasoman chash . [137]
En Kenia, África Oriental, se ha utilizado experimentalmente como fertilizante orgánico, aunque existe controversia derivada del alto valor de pH alcalino del fertilizante. [138]
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 cuadros) por empresas iniciadas por ONG y empresarios. [134] [62]
La estadounidense-nigeriana Achenyo Idachaba ganó un premio por mostrar cómo esta planta puede explotarse con fines lucrativos como producto tejido en Nigeria. [139]
Aunque un estudio encontró que los jacintos de agua tienen un uso muy limitado para la producción de papel, [140] todavía se utilizan para la producción de papel a pequeña escala. Goswami señaló en su artículo que el jacinto de agua tiene el potencial de producir papel duro y resistente. Descubrió que agregar pulpa de jacinto de agua a la materia prima de pulpa de bambú para hacer papel antigrasa puede aumentar la resistencia física del papel.
La planta se utiliza como verdura de mesa rica en caroteno en Taiwán . Los javaneses a veces cocinan y comen las partes verdes y las inflorescencias. [11] Los vietnamitas también cocinan la planta y, a veces, añaden sus hojas tiernas y flores a sus ensaladas.
En Kedah (Malasia), las flores se utilizan para curar la piel de los caballos. [11] La especie es un "tónico". [141] [142]
Se ha demostrado que el extracto de hoja 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 sugirieron que los efectos inhibidores pueden 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 de la raíz de M. pigra . [143]
El jacinto de agua forma grandes esteras flotantes. En condiciones ideales, las poblaciones pueden duplicar su tamaño cada 6 a 18 días..
{{cite magazine}}: Mantenimiento CS1: varios nombres: lista de autores ( enlace )URL alternativa
