Eichhornia crassipes - Eichhornia crassipes

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii

Hiacynt wodny
Eichhornia crassipes C.jpg
Klasyfikacja naukowa edytować
Królestwo: Plantae
Klad : Tracheofity
Klad : Okrytozalążkowe
Klad : Jednoliścienne
Klad : Commelinids
Zamówienie: Commelinales
Rodzina: Pontederiaceae
Rodzaj: Eichhornia
Gatunki:
E. crassipes
Nazwa dwumianowa
Eichhornia crassipes
Synonimy

Pontederia crassipes , powszechnie znana jako hiacynt wodny , jest rośliną wodną pochodzącą z dorzecza Amazonki i często jest wysoce problematycznym gatunkiem inwazyjnym poza swoim rodzimym zasięgiem. Jest to jedyny gatunek Pontederia subg. Oshunae .

Opis

Hiacynt wodny to wolno pływająca wieloletnia roślina wodna (lub hydrofit) pochodząca z tropikalnej i subtropikalnej Ameryki Południowej . Hiacynt wodny o szerokich, grubych, błyszczących, jajowatych liściach może wznosić się ponad powierzchnię wody nawet na 1 metr (3 stopy) wysokości. W pozostawia się 10-20 cm (4-8 cali) na całym na trzon, który unosi się za pomocą żarówki wyporu jak guzki u podstawy ponad powierzchnią wody. Mają długie, gąbczaste i bulwiaste łodygi. Pierzaste, swobodnie zwisające korzenie są fioletowo-czarne. Na wyprostowanej łodydze znajduje się pojedynczy kłos złożony z 8–15 wyraźnie atrakcyjnych kwiatów , przeważnie koloru lawendowego do różowego, z sześcioma płatkami. Kiedy hiacynt wodny nie kwitnie, można go pomylić z żabą ( Limnobium spongia ) lub żabą amazońską ( Limnobium laevigatum ).

Hiacynt wodny, jedna z najszybciej rosnących znanych roślin, rozmnaża się głównie przez rozłogi lub rozłogi , które ostatecznie tworzą rośliny potomne. Każda roślina może dodatkowo produkować tysiące nasion każdego roku, a nasiona te mogą zachować żywotność przez ponad 28 lat. Stwierdzono, że niektóre hiacynty wodne rosną od 2 do 5 metrów (7 do 16 stóp) dziennie w niektórych miejscach w Azji Południowo-Wschodniej . Hiacynt wodny ( Pontederia crassipes ) jest silnym hodowcą, a maty mogą podwoić się w ciągu jednego do dwóch tygodni. A jeśli chodzi o liczbę roślin, a nie rozmiar, mówi się, że rozmnażają się one ponad stokrotnie w ciągu 23 dni.

W swoim rodzimym zasięgu kwiaty te są zapylane przez pszczoły o długim języku i mogą rozmnażać się zarówno płciowo, jak i klonalnie. Inwazyjność hiacyntu jest związana z jego zdolnością do klonowania się, a duże plamy prawdopodobnie należą do tej samej formy genetycznej.

Hiacynt wodny ma trzy odmiany kwiatowe i jest określany jako „ tristylowy ”. Nazwy kwiatostanów pochodzą od długości słupka: długiego, średniego i krótkiego. Populacje tristylowe są jednak ograniczone do rodzimego nizinnego zakresu hiacyntu wodnego w Ameryce Południowej; we wprowadzonym zakresie przeważa M-morph, z L-morph występującym sporadycznie, a S-morph jest całkowicie nieobecny. To geograficzne rozmieszczenie odmian kwiatowych wskazuje, że wydarzenia założycielskie odegrały znaczącą rolę w rozprzestrzenianiu się gatunku na całym świecie.

Siedlisko i ekologia

Jego siedlisko waha się od tropikalnej pustyni po subtropikalną lub ciepłą pustynię o umiarkowanym klimacie po strefy lasów deszczowych . Tolerancja temperatury hiacyntu wodnego jest następująca; jego minimalna temperatura wzrostu wynosi 12 ° C (54 ° F); jego optymalna temperatura wzrostu wynosi 25–30 ° C (77–86 ° F); jego maksymalna temperatura wzrostu wynosi 33–35 ° C (91–95 ° F), a tolerancję pH szacuje się na 5,0–7,5. Liście są zabijane przez mróz, a rośliny nie tolerują temperatury wody> 34 ° C (93 ° F). Hiacynty wodne nie rosną, gdy średnie zasolenie jest większe niż 15% zasolenia wody morskiej (około 5 g soli na kg). W słonawej wodzie jej liście wykazują epinastię i chlorozę , a ostatecznie obumierają. Tratwy zebranego hiacyntu wodnego spławiano do morza, gdzie jest zabijany.

Azotobacter chroococcum , a wiążące azot bakterie , prawdopodobnie koncentrowały się podstawami w ogonkach . Ale bakterie nie wiążą azotu, chyba że roślina cierpi na skrajny niedobór azotu.

Świeże rośliny zawierają kolczaste kryształy . Roślina ta zawiera HCN , alkaloid i triterpenoid i może wywoływać swędzenie . Rośliny opryskane 2,4-D mogą gromadzić śmiertelne dawki azotanów i innych szkodliwych pierwiastków w zanieczyszczonym środowisku .

Używa

Ponieważ hiacynty wodne są tak płodne, zbieranie ich do celów przemysłowych służy również jako środek kontroli środowiska.

W północno-wschodnich Indiach, na Filipinach, w Tajlandii i Wietnamie łodygi hiacyntu wodnego są wykorzystywane jako materiał do oplatania i źródło włókien. Sznury suszonych włókien są tkane lub łączone ze sobą, tworząc warkocz lub sznurek używany do produkcji toreb, obuwia, wieńców, czapek, wazonów, lampionów bożonarodzeniowych i innych materiałów dekoracyjnych. Suszone łodygi są używane do koszy i mebli. Włókna hiacyntu wodnego są wykorzystywane jako surowiec do produkcji papieru.

Ze względu na dużą zawartość azotu w zakładzie można go wykorzystać jako substrat do produkcji biogazu i osadu uzyskanego z biogazu. Jednak ze względu na łatwe gromadzenie się toksyn roślina jest podatna na zakażenie, gdy jest używana jako pasza.

Roślina jest wyjątkowo tolerancyjna i ma wysoką zdolność wchłaniania metali ciężkich , w tym kadmu , chromu , kobaltu , niklu , ołowiu i rtęci , co może sprawić, że będzie się nadawał do biologicznego oczyszczania ścieków przemysłowych. , , , Oprócz metali ciężkich crassipes pontederia można również usunąć inne toksyny, takie jak cyjanek , co jest korzystne dla środowiska w obszarach, które przetrwały operacji górniczych złota.

Hiacynt wodny został szeroko wprowadzony w Ameryce Północnej , Europie , Azji , Australii , Afryce i Nowej Zelandii . Na wielu obszarach stał się ważnym i szkodliwym gatunkiem inwazyjnym . W Nowej Zelandii znajduje się na liście National Pest Plant Accord, co zabrania jej rozmnażania, dystrybucji lub sprzedaży. Na dużych obszarach wodnych, takich jak Luizjana, rozlewiska Kerali w Indiach , Tonlé Sap w Kambodży i Jezioro Wiktorii , stała się poważnym szkodnikiem. Hiacynt wodny stał się gatunkiem inwazyjnym na Jeziorze Wiktorii w Afryce po tym, jak został wprowadzony na ten obszar w latach 80-tych XX wieku.

Gdy nie jest kontrolowany, hiacynt wodny całkowicie pokryje jeziora i stawy; wpływa to dramatycznie na przepływ wody i blokuje dostęp światła słonecznego do rodzimych roślin wodnych, które często umierają. Procesy rozpadu wyczerpują rozpuszczony w wodzie tlen , często zabijając ryby. Rośliny tworzą również doskonałe siedlisko dla komarów , klasycznych nosicieli chorób i gatunku ślimaka znanego z żywiciela pasożytniczego płazińca, który wywołuje schistosomatozę (gorączkę ślimaka). Hiacynt wodny, bezpośrednio obwiniany za głodujących rolników produkujących na własne potrzeby w Papui-Nowej Gwinei , pozostaje głównym problemem w przypadku braku skutecznych programów kontroli. Hiacynt wodny jest często problematyczny w stawach sztucznych, jeśli jest niekontrolowany, ale może również stanowić źródło pożywienia dla złotych rybek, utrzymywać wodę w czystości i pomagać w dostarczaniu tlenu.

Hiacynt wodny często atakuje zbiorniki wodne, które zostały już dotknięte działalnością człowieka. Na przykład rośliny mogą zaburzać naturalne cykle życiowe w sztucznych zbiornikach lub w eutrofizowanych jeziorach, które otrzymują duże ilości składników odżywczych.

Ze względu na P. crassipes ' inwazyjności kilka biologiczne środki kontroli są uwalniane do jej sterowania, w tym dwa ryjkowce (Coleoptera: Curculionidae), Neochetina Bruchi Hustache i Neochetina eichhorniae Warner i mól Niphograpta albiguttalis (Warren) (Lepidoptera: Pyralidae). Neochetina eichhorniae powoduje „znaczne zmniejszenie produkcji hiacyntu wodnego” (w Luizjanie); zmniejsza wysokość, masę i długość korzeni rośliny oraz sprawia, że ​​roślina produkuje mniej roślin potomnych. N. eichhorniae został sprowadzony z Argentyny na Florydę w 1972 r. Półwodny konik polny Cornops aquaticum jest badany w Afryce Południowej jako dodatkowy środek kontrolny.

Stany Zjednoczone

Wprowadzenie do USA

Istnieją różne relacje na temat tego, jak hiacynt wodny został wprowadzony do Stanów Zjednoczonych.

(Ekspozycja 1884)

Twierdzenie, że hiacynt wodny został sprowadzony do Stanów Zjednoczonych w 1884 r. Na Wystawie Światowej w Nowym Orleanie, znanym również jako World Cotton Centennial , zostało scharakteryzowane jako „pierwsza autentyczna relacja”, a także „lokalna legenda”.

(Domniemany udział Japonii)

W pewnym momencie pojawiły się również wersje „legendy” głoszącej, że rośliny zostały rozdane w prezencie przez delegację Japonii na targach. Twierdzenia tego nie ma w stosownym artykule opublikowanym w czasopiśmie branżowym inżyniera wojskowego z 1940 r., Ale pojawia się w artykule napisanym w 1941 r. Przez dyrektora działu dzikiej przyrody i rybołówstwa Departamentu Ochrony Luizjany, gdzie autor pisze: „ Rząd japoński utrzymywał japoński budynek „na targach”, a „japońscy pracownicy importowali z Wenezueli znaczne ilości hiacyntu wodnego, który rozdawano na pamiątki”. Twierdzenie zostało powtórzone przez późniejszych pisarzy, z różnymi zmianami w szczegółach. Zatem NAS człowiek Noel Vietmeyer D. (1975) pisze, że „Japanese przedsiębiorców” wprowadzony roślinę w Stanach Zjednoczonych, a rośliny zostały „zebrane z Orinoko w Venezuela” i żądanie zostało powtórzone przy tej samej GIST parą z NASA naukowców ( Wolverton & McDonald 1979 ), który stwierdził, że rośliny z pamiątkami były niedbale rzucił w różnych drogach wodnych. W międzyczasie kanadyjski biolog Spencer CH Barrett (2004) opowiadał się za teorią, że najpierw były uprawiane w stawach ogrodowych, po czym rozmnożyły się i uciekły w okolice. Relacja zyskuje na innym szczególe, jak opowiadała bajka dla dzieci Carole Marsh (1992), która mówi, że podczas wystawy „Japonia rozdawała nasiona hiancyntu wodnego”, a inny gawędziarz z Południa, Gaspar J. „Buddy” Stall (1998) zapewnił czytelnictwa, że ​​Japończycy dali każdej rodzinie paczkę tych nasion.

(Inne sposoby wprowadzenia)

W jednej z prac badano również rolę, jaką sprzedaż katalogowa nasion i roślin mogła odegrać w upowszechnianiu się roślin inwazyjnych. Stwierdzono, że P. crassipes był oferowany w wydaniu z 1884 r. W Bordentown w New Jersey Edmund D. Sturtevant's Catalog of rzadkich lilii wodnych i innych wybranych roślin wodnych , a Haage & Schmidt  [ de ] z Niemiec oferuje tę roślinę od 1864 (od momentu powstania firmy). W 1895 roku był oferowany przez dostawców nasion w stanach NJ, NY, Kalifornii i na Florydzie.

The Weekly Harpera magazyn (1895) ukazał się niepotwierdzone konto stwierdzający, że pewien człowiek z Nowego Orleanu zbierane i przyniósł do domu hiacynty wodne Zebrał z Kolumbii, c. 1892, a roślina rozmnożyła się w ciągu 2 lat.

Plaga i kontrola na południu

Gdy hiacynty rozmnażają się w maty, eliminują obecność ryb i zatykają drogi wodne do pływania łódką i żeglugi. Efekt ten był dobrze widoczny w stanie Luizjana na przełomie XIX i XX wieku.

Roślina zaatakowała Florydę w 1890 roku i szacunkowo 50 kg / m 2 masy roślinnej zatkało drogi wodne Florydy. Zatkanie rzeki St. Johns stanowiło poważne zagrożenie, aw 1897 r . Rząd wysłał grupę roboczą Korpusu Inżynierów Armii Stanów Zjednoczonych w celu rozwiązania problemu hiacyntu wodnego nękającego stany Zatoki Perskiej, takie jak Floryda i Luizjana.

Tak więc na początku 20 wieku, Departament Wojny USA (tj Army Corps of Engineers) testowano różne sposoby likwidacji roślin, w tym jet-strumieniowe pary wodnej i gorącej wody, stosowania różnych silnych kwasów i stosowania ropy naftowej , a następnie przez spalenie. Opryskiwanie nasyconym roztworem soli (ale nie rozcieńczonymi roztworami) skutecznie zabijało rośliny; niestety uznano to za zbyt drogie i inżynierowie wybrali herbicyd marki Harvesta, którego aktywnym składnikiem był kwas arsenowy , jako optymalne i opłacalne narzędzie do zwalczania. Ten herbicyd był używany do 1905 roku, kiedy to został zastąpiony innym, białym związkiem na bazie arsenu . Inżynier odpowiedzialny za opryskiwanie nie uważał, że trucizna jest powodem do niepokoju, twierdząc, że załoga łodzi rozpylającej będzie rutynowo łowić ryby ze swoich obszarów roboczych i je zjadać. Jednak opryski nie miały nadziei na całkowite wytępienie hiacyntu wodnego, ze względu na rozległość uciekających kolonii i niedostępność niektórych porażonych obszarów, a inżynier zasugerował, że mogą być potrzebne jakieś biologiczne środki kontroli.

W 1910 roku New Foods Society zaproponowało śmiałe rozwiązanie . Ich plan polegał na sprowadzeniu i wypuszczeniu hipopotama z Afryki do rzek i zalewów Luizjany. Hipopotam zjadał wtedy hiacynt wodny, a także produkował mięso, aby rozwiązać inny poważny problem w tamtym czasie, amerykański kryzys mięsny.

Znany jako ustawa o amerykańskich hipopotamach, HR 23621 został przedstawiony przez kongresmana z Luizjany Roberta Broussarda i poddany debacie przez Komitet Rolniczy Izby Reprezentantów USA. Głównymi współpracownikami New Foods Society i zwolennikami ustawy Broussarda byli major Frederick Russell Burnham , słynny amerykański skaut i kapitan Fritz Duquesne , południowoafrykański skaut, który później stał się notorycznym szpiegiem Niemiec. Przedstawiając Komitetowi Rolnictwa, Burnham zwrócił uwagę, że żadne ze zwierząt, które zjadali Amerykanie - kurczaki, świnie, krowy, owce, jagnięta - nie pochodziło z USA; wszystkie były importowane przez europejskich osadników przed wiekami, więc dlaczego Amerykanie mieliby wahać się przed wprowadzeniem hipopotama i innych dużych zwierząt do amerykańskiej diety? Duquesne, który urodził się i wychował w Afryce Południowej, zauważył ponadto, że europejscy osadnicy na tym kontynencie często włączali do swojej diety hipopotamy, strusie, antylopy i inne afrykańskie dzikie zwierzęta i nie odczuwali żadnych złych skutków. Ustawa o amerykańskich hipopotamach prawie przeszła, ale brakowało jednego głosu.

Jak na ironię, hiacynty wodne zostały również wprowadzone do wód zamieszkałych przez manaty na Florydzie w celu bioremediacji (por. §Fitoremediacja poniżej) wód, które stały się skażone i padły ofiarą kwitnienia glonów . Manaty zawierają hiacynt wodny w swojej diecie, ale może nie być dla nich pokarmem pierwszego wyboru.

Legalność sprzedaży i wysyłki w Stanach Zjednoczonych

W 1956 r. E. crassipes został zakazany do sprzedaży lub wysyłki w Stanach Zjednoczonych i podlegał grzywnie i / lub karze więzienia. Ustawa ta została uchylona przez HR133 [116. Kongres (2019-2020)] w dniu 27.12.2020 r.

Afryka

Hiacynt wodny w porcie Kisumu

Hiacynt wodny mógł zostać wprowadzony do Egiptu pod koniec XVIII do początku XIX wieku za czasów Muhammada Alego z ery egipskiej , ale uznano go za zagrożenie inwazyjne dopiero w 1879 r. Inwazja na Egipt jest datowana w latach 1879–1892 przez Brija Gopala. . Gopal; Dżonka; Davis (2000) , Biodiversity in Wetlands 2 str. 109. </ref>

Roślina (afrikaans: waterhiasint ) prawdopodobnie zaatakowała Republikę Południowej Afryki w 1910 roku, chociaż twierdzono, że jest to wcześniejsza data.

Roślinę sprowadzili do Rwandy belgijscy koloniści, aby upiększyć swoje gospodarstwa. Następnie w naturalny sposób przedostała się do Jeziora Wiktorii, gdzie po raz pierwszy została zauważona w 1988 roku. Tam, bez żadnych naturalnych wrogów, stała się plagą ekologiczną, duszącą jezioro, zmniejszając zbiornik rybny i szkodząc lokalnym gospodarkom. Utrudnia dostęp do Kisumu i innych portów.

Hiacynt wodny pojawił się również w Etiopii , gdzie po raz pierwszy odnotowano go w 1965 r. W zbiorniku Koka i rzece Awash , gdzie etiopski Urząd ds. Światła i Energii zdołał poddać go umiarkowanej kontroli przy znacznych kosztach ludzkiej pracy. Inne inwazje w Etiopii obejmują wiele zbiorników wodnych w regionie Gambela , Nil Błękitny od jeziora Tana do Sudanu oraz jezioro Ellen w pobliżu Alem Tena . Do 2018 roku stał się poważnym problemem na jeziorze Tana w Etiopii.

Hiacynt wodny występuje również na rzece Shire w Parku Narodowym Liwonde w Malawi.

Azja

Haldia Municipality Pool, publiczny zbiornik wodny, jest zapychany przez rosnącą populację hiacyntu wodnego w grudniu 2019 r.

Hiacynt wodny został wprowadzony do Ameryki Północnej w 1884 roku, a później do Azji , Afryki i Australii . Ponieważ w nowej lokacji nie ma naturalnych wrogów, może się ona szybko rozmnażać i spowodować katastrofę.

Hiacynt wodny został wprowadzony do Bengalu w Indiach ze względu na jego piękne kwiaty i kształty liści, ale okazał się inwazyjnym chwastem odprowadzającym tlen z wód i spowodował zniszczenie zasobów ryb. Hiacynt wodny był nazywany „(pięknym) niebieskim diabłem” w Bengalu, a „bengalski terror” w innych częściach Indii; w Bangladeszu nazywał się „German weed” (bengalski: Germani pana ) z przekonania, że ​​misja niemieckiej łodzi podwodnej Kaiser była zaangażowana w wprowadzenie ich w wybuch I wojny światowej; i nazywał się „japońskimi kłopotami” na Sri Lance , z powodu plotek, że Brytyjczycy umieścili je, aby zachęcić japońskie samoloty do lądowania na niepewnych podkładkach.

W Bangladeszu rozpoczęto projekty wykorzystania hiacyntu wodnego do budowy pływających ogrodów warzywnych.

Hiacynt wodny zaatakował również jezioro Tonlé Sap w Kambodży. Projekt Osmose w Kambodży próbuje z nim walczyć, zmuszając miejscową ludność do robienia z niego koszyków.

Roślina trafiła do Japonii w 1884 roku w celu docenienia ogrodnictwa, zgodnie z konwencjonalną mądrością, ale badacz oddany badaniu rośliny odkrył, że artysta ukiyo-e Utagawa Kunisada (aka Utagawa Toyokuni III, zm. 1865 ) wykonał odbitkę z drewna z hiacyntem wodnym, złotą rybką i pięknymi kobietami , datowany na 1855 r. Roślina jest unoszona na powierzchni wody wypełnionych (szklanych) akwariów lub szkliwionych glinianych doniczek z liliami wodnymi ( doniczki hibachi służące jako substytut).

W latach trzydziestych XX wieku hiacynt wodny został wprowadzony do Chin jako pasza , rośliny ozdobne i oczyszczalnia ścieków , a na południu był szeroko sadzony jako pasza dla zwierząt. Począwszy od lat 80., wraz z szybkim rozwojem przemysłu śródlądowego w Chinach, nasiliła się eutrofizacja wód śródlądowych. Dzięki skutecznemu rozmnażaniu bezpłciowemu i mechanizmom adaptacji środowiskowej hiacynt wodny zaczął szeroko rozprzestrzeniać się w dorzeczu. Niebieskie oczy zalewowe blokowały rzekę i utrudniały wewnętrzny ruch wodny. Na przykład wiele dróg wodnych w Zhejiang i innych prowincjach zostało zablokowanych przez szybko rosnący hiacynt wodny. Ponadto duża liczba hiacyntów wodnych unosząca się w wodzie blokuje przedostawanie się światła słonecznego do wody, a po rozpadzie zużywa dużo rozpuszczonego tlenu w wodzie, zanieczyszcza jakość wody i powoduje dużą liczbę zgonów inne rośliny wodne. Wybuch hiacyntu wodnego poważnie wpłynął na bioróżnorodność lokalnego ekosystemu i zagroził produkcji, życiu i zdrowiu mieszkańców gminy.

W Iraku hiacynt wodny, który był importowany w latach 90. XX wieku jako roślina ozdobna, spowodował poważne problemy dla systemów zaopatrzenia w wodę i rybaków znad Eufratu .

Europa

W 2016 roku Unia Europejska zakazała sprzedaży hiacyntu wodnego w UE.

Gatunki inwazyjne

Hiacynt wodny rozmnaża się szybko, łatwo unosi się na wodzie i rozprzestrzenia i może szybko pokryć wodę, co powoduje słabą przejrzystość wody. Dlatego w wodach naturalnych hiacynt wodny konkuruje z innymi roślinami wodnymi (pływającymi i zanurzonymi) i algami o zasoby mineralne, światło słoneczne itp., Hamując w ten sposób rozwój innych organizmów wodnych i glonów. W 2011 roku Wu Fuqin i wsp. prześledzili wyniki jeziora Yunnan Dianchi, a także wykazali, że hiacynt wodny może wpływać na fotosyntezę fitoplanktonu, roślin zanurzonych i glonów przez jakość środowiska wodnego i hamować jego wzrost. Ponadto wybuch hiacyntu wodnego i faza jego rozpadu spowoduje jednoczesne pochłonięcie dużej ilości tlenu rozpuszczonego w zbiorniku wodnym, a przestrzeń do rozmnażania się podwodnych zwierząt, takich jak ryby, ulegnie zmniejszeniu, a nawet dużej liczbie. ryb umrze. Jest to podobne do zmiany pierwotnego łańcucha pokarmowego w zbiorniku wodnym, zmniejszając w ten sposób stabilność ekosystemu w tym obszarze wodnym.

Ogromny, gwałtowny wzrost hiacyntu wodnego często pokrywa akwen, w którym się znajduje, blokując kanały rzeczne i drogi wodne oraz utrudniając transport wody. Według doniesień duży obszar hiacyntu wodnego pojawiał się w dolnym biegu rzeki Han w Wuhan przez 20 kolejnych dni, stanowiąc bezpośrednie zagrożenie dla bezpiecznej żeglugi statków w dolnym biegu rzeki Jangcy. Na wodach rzek Yaojiang, Fenghua i Minjiang w Ningbo, Zhejiang, statki również nie mogły pływać z powodu błękitu feniksa. Po drugie hiacynt wodny może absorbować duże ilości szkodliwych metali ciężkich i innych substancji. Po śmierci gnije i osiada na dnie, powodując wtórne zanieczyszczenie wody, niszcząc naturalną jakość wody, aw ciężkich przypadkach może nawet wpłynąć na jakość wody pitnej mieszkańców. Po trzecie, ze względu na gęsty wzrost hiacyntu wodnego stwarza duże trudności rybakom i często niszczy sprzęt rybacki, powodując duży wzrost kosztów połowów. Powierzchnia akwenu, na którym intensywnie rośnie hiacynt wodny, jest często miejscem rozrodu komarów i szkodliwych patogenów, stanowiących potencjalne zagrożenie dla zdrowia mieszkańców.

Inwazja hiacyntu wodnego ma również konsekwencje społeczno-ekonomiczne. Ponieważ hiacynt wodny składa się w 95% z wody, szybkość ewapotranspiracji jest wysoka. W związku z tym małe jeziora pokryte tym gatunkiem mogą wysychać i pozostawiać społeczności bez wystarczającej ilości wody i pożywienia. Na niektórych obszarach gęste maty hiacyntu wodnego uniemożliwiają korzystanie z drogi wodnej, co prowadzi do utraty transportu (zarówno ludzi, jak i ładunku), a także utraty możliwości połowowych. Duże sumy przeznaczane są na usuwanie hiacyntu wodnego ze zbiorników wodnych, a także na zastanawianie się, jak zniszczyć zebrane szczątki. Zbiór hiacyntu wodnego mechanicznie wymaga dużego wysiłku. Milion ton świeżej biomasy wymagałoby 75 ciężarówek o pojemności 40 m ^ 3 dziennie przez 365 dni, aby pozbyć się miliona ton hiacyntu wodnego. Hiacynt wodny zostałby następnie przeniesiony na wysypisko i poddany rozkładowi, w wyniku czego uwalnia się CO2, CH4 i tlenki azotu, co miałoby negatywny wpływ na jakość powietrza i przyczyniłoby się do globalnego ocieplenia.

Kontrola

Zwalczanie zależy od specyficznych warunków każdego dotkniętego obszaru, takich jak zasięg inwazji hiacyntów wodnych, regionalny klimat oraz bliskość ludzi i dzikich zwierząt.

Kontrola chemiczna

Z trzech kontroli hiacyntu wodnego stosuje się najmniej chemiczną kontrolę ze względu na długoterminowy wpływ na środowisko i zdrowie ludzi. Stosowanie herbicydów wymaga ścisłej zgody rządowych agencji ochrony i wykwalifikowanych techników do obsługi i opryskiwania dotkniętych obszarów. Stosowanie herbicydów chemicznych jest stosowane tylko w przypadku silnej infiltracji hiacyntu wodnego. Jednak najbardziej skuteczne zastosowanie herbicydów ma miejsce w przypadku mniejszych obszarów porażenia hiacyntu wodnego. Dzieje się tak, ponieważ na większych obszarach prawdopodobnie więcej mat hiacyntów wodnych przeżyje herbicydy i może się fragmentować, aby dalej rozmnażać się na dużym obszarze mat hiacyntów wodnych. Ponadto jest bardziej opłacalny i mniej pracochłonny niż sterowanie mechaniczne. Może jednak prowadzić do skutków środowiskowych, ponieważ może przenikać do systemu wód gruntowych i może wpływać nie tylko na cykl hydrologiczny w ekosystemie, ale także negatywnie wpływać na lokalny system wodny i zdrowie ludzi. Należy również zauważyć, że stosowanie herbicydów nie jest ściśle selektywne w stosunku do hiacyntów wodnych; Kluczowe gatunki i organizmy życiowe, takie jak mikroalgi, mogą wyginąć z powodu toksyn i mogą zakłócić delikatne sieci pokarmowe.

Chemiczną regulację hiacyntów wodnych można przeprowadzić przy użyciu popularnych herbicydów, takich jak 2,4-D, glifosat i dikwat. Herbicydy są rozpylane na liściach hiacyntu wodnego i prowadzą do bezpośrednich zmian w fizjologii rośliny. Stosowanie herbicydu znanego jako 2,4-D prowadzi do śmierci hiacyntu wodnego poprzez zahamowanie wzrostu komórek nowej tkanki i apoptozy komórkowej. Może minąć prawie dwa tygodnie, zanim maty hiacyntu wodnego zostaną zniszczone za pomocą 2, 4-D. Od 75 000 do 150 000 akrów (30 000 do 61 000 ha) hiacyntu wodnego i chwastów aligatora jest co roku traktowanych w Luizjanie.

Herbicyd znany jako dikwat to płynna sól bromkowa, która może szybko wnikać w liście hiacyntu wodnego i prowadzić do natychmiastowej nieaktywności komórek roślinnych i procesów komórkowych. Glifosat herbicydowy ma mniejszą toksyczność niż inne herbicydy; dlatego zniszczenie mat hiacyntu wodnego trwa dłużej (około trzech tygodni). Objawy obejmują stałe więdnięcie roślin i żółte przebarwienie liści, które ostatecznie prowadzi do rozkładu roślin.

Kontrola fizyczna

Kontrola fizyczna jest wykonywana przez maszyny lądowe, takie jak żurawie kubełkowe, koparki lub wysięgnik, lub przez maszyny wodne, takie jak maszyny do zbioru chwastów wodnych , pogłębiarki lub rozdrabniacz do roślinności. Usuwanie mechaniczne jest uważane za najlepsze krótkoterminowe rozwiązanie problemu namnażania się rośliny. W projekcie nad Jeziorem Wiktorii w Afryce wykorzystano różne urządzenia do siekania, zbierania i usuwania 1500 hektarów (3700 akrów) hiacyntu wodnego w okresie 12 miesięcy. Jest to jednak kosztowne i wymaga użycia zarówno pojazdów lądowych, jak i wodnych, ale po wielu latach jezioro stało się w złym stanie, a jego rekultywacja będzie procesem ciągłym.

Może mieć roczny koszt od 6 milionów do 20 milionów dolarów i jest uważany tylko za krótkoterminowe rozwiązanie problemu długoterminowego. Inną wadą zbioru mechanicznego jest to, że może on prowadzić do dalszej fragmentacji hiacyntów wodnych, gdy rośliny są rozbijane przez wirujące ostrza maszyn do zbioru roślin. Fragmenty hiacyntu wodnego pozostawione w wodzie mogą łatwo rozmnażać się bezpłciowo i powodować kolejną inwazję.

Jednak transport i usuwanie zebranego hiacyntu wodnego jest wyzwaniem, ponieważ roślinność jest ciężka. Zebrany hiacynt wodny może stanowić zagrożenie dla zdrowia ludzi ze względu na skłonność rośliny do wchłaniania zanieczyszczeń i jest uważany za toksyczny dla ludzi. Ponadto praktyka mechanicznego zbioru nie jest skuteczna w przypadku inwazji hiacyntu wodnego na dużą skalę, ponieważ ten wodny gatunek inwazyjny rośnie znacznie szybciej, niż można go wyeliminować. Tylko jeden lub dwa akrów ( 1 / 2 do 1 ha) hiacynt wody można zbierać mechanicznie codziennie z powodu dużej ilości hiacynt wody w środowisku. Dlatego proces ten jest bardzo czasochłonny.

Kontrola biologiczna

W 2010 r. Owad Megamelus scutellaris został wypuszczony przez Agricultural Research Service jako biologiczna kontrola inwazyjnego gatunku Eichhornia crassipes, bardziej znanego jako hiacynt wodny.
W 2010 r. Owad Megamelus scutellaris został wypuszczony przez Agricultural Research Service jako biologiczna kontrola hiacyntu wodnego.

Ponieważ chemiczne i mechaniczne usuwanie jest często zbyt drogie, zanieczyszczające i nieskuteczne, naukowcy zwrócili się do środków kontroli biologicznej , aby poradzić sobie z hiacyntem wodnym. Wysiłek ten rozpoczął się w latach 70. XX wieku, kiedy badacze z USDA wypuścili do Stanów Zjednoczonych trzy gatunki ryjkowca, o których wiadomo, że żywią się hiacyntem wodnym, Neochetina bruchi , N. eichhorniae i hiacynt wodny Sameodes albiguttalis . Gatunki wołków zostały wprowadzone do stanów Gulf Coast, takich jak Luizjana, Teksas i Floryda, gdzie hiacynt wodny zaatakował tysiące akrów. Stwierdzono, że dekadę później, w latach 80. ubiegłego wieku, nastąpił spadek mat hiacyntów wodnych aż o 33%. Jednakże, ponieważ cykl życiowy ryjkowców trwa dziewięćdziesiąt dni, ogranicza to wykorzystanie biologicznego drapieżnictwa do skutecznego hamowania wzrostu hiacyntu wodnego. Organizmy te regulują hiacynt wodny, ograniczając wielkość hiacyntu wodnego, jego rozmnażanie wegetatywne i produkcję nasion. Niosą również mikroorganizmy, które mogą być patologiczne dla hiacyntu wodnego. Wołki te zjadają tkankę łodygi, co powoduje utratę pływalności rośliny, która ostatecznie zatonie. Chociaż odniosły ograniczone sukcesy, od tego czasu wypuszczono na wolność w ponad 20 innych krajach. Jednak najskuteczniejszą metodą zwalczania pozostaje kontrola nadmiaru składników odżywczych i zapobieganie rozprzestrzenianiu się tego gatunku.

W maju 2010 r. Agencja badawcza USDA wypuściła Megamelus scutellaris jako dodatkowy owad kontroli biologicznej dla inwazyjnych gatunków hiacyntów wodnych. Megamelus scutellaris to mały planthopper owad rodzime Argentynie. Naukowcy badali wpływ środka kontroli biologicznej w ramach szeroko zakrojonych badań nad różnymi gatunkami żywicieli od 2006 roku i doszli do wniosku, że owad jest silnie specyficzny dla żywiciela i nie będzie stanowić zagrożenia dla żadnej innej populacji roślin poza docelowym hiacyntem wodnym. Naukowcy mają również nadzieję, że ta biologiczna kontrola będzie bardziej odporna niż istniejące kontrole biologiczne i herbicydy, które są już stosowane do zwalczania inwazyjnego hiacynta wodnego.

Innym owadem uważanym za biologiczny środek zwalczania jest półwodny konik polny Cornops aquaticum . Owad ten jest charakterystyczny dla hiacyntu wodnego i jego rodziny i oprócz żerowania na roślinie wprowadza wtórną inwazję patogenną. Ten konik polny został wprowadzony do Republiki Południowej Afryki w kontrolowanych próbach.

Podobno wprowadzenie manatów do dróg wodnych odniosło sukces w kontrolowaniu wzrostu rośliny w Gujanie .

Rhodes University Centrum Kontroli Biologicznej jest hodowla Megamelus scutellaris en masse do biokontroli na tamy w Republice Południowej Afryki.

Używa

Bioenergia

Ze względu na niezwykle szybkie tempo rozwoju Pontederia crassipes jest doskonałym źródłem biomasy . Jeden hektar (2,5 akra) pnących upraw wytwarza w ten sposób ponad 70 000 m 3 / ha (1 000 000 stóp sześciennych / akr) biogazu (70% CH
4
, 30% CO
2
). Według Curtis i Duke jeden kg (2,2 funta) suchej masy może dać 370 litrów (13 stóp sześciennych) biogazu, dając wartości opałowej 22000 kJ / m 3 (590 BTU / Cu ft), w porównaniu do czystego metanu (895 Btu / ft 3 )

Wolverton i raport McDonald około 0,2 m 3 / kg (3 stóp sześciennych / funt) metan, wskazując warunki biomasa 350 t / ha (160 Tona / akr), aby osiągnąć 70000 m 3 / ha (1,000,000 stóp sześciennych / akr) Wydajność projektowany przez National Academy of Sciences (Waszyngton). Ueki i Kobayashi wspominają o ponad 200 t / ha (90 krótkich ton / akr) rocznie. Reddy i Tucker znaleziono eksperymentalnych okres dłuższy niż 1 / 2 tony na ha ( 1 / 4  Tona / akr) dziennie.

Bengalscy rolnicy zbierają te rośliny i układają w stosy, aby wyschły na początku zimnej pory roku; następnie używają hiacyntów suchych jako paliwa. Popioły są używane jako nawóz. W Indiach z jednej tony (1,1 ton amerykańskich) suszonego hiacyntu wodnego uzyskuje się około 50 litrów etanolu i 200 kg resztkowego włókna (7700 Btu). Fermentacja bakteryjna jednej tony (1,1 ton amerykańskich) daje 26,500 stóp 3 gazu (600 Btu) z 51,6% metanu ( CH
4
), 25,4% wodór ( H
2
), 22,1% dwutlenku węgla ( CO
2
) i 1,2% tlenu ( O
2
). Zgazowanie jednej tony (1,1 tony amerykańskiej) suchej masy za pomocą powietrza i pary w wysokich temperaturach (800 ° C lub 1500 ° F) daje około 40000 stóp 3 (1100 m 3 ) gazu ziemnego (143 Btu / stopę 3 ) zawierającego 16,6% H
2
4,8% CH
4
, 21,7% CO ( tlenek węgla ), 4,1% CO
2
i 52,8% N
2
( azot ). Wysoka zawartość wilgoci w hiacyncie wodnym, zwiększająca koszty obsługi, ogranicza przedsięwzięcia komercyjne. Można by zaprojektować ciągły, hydrauliczny system produkcji, który zapewniłby lepsze wykorzystanie inwestycji kapitałowych niż w tradycyjnym rolnictwie, które jest zasadniczo operacją okresową.

Nakład pracy związany z pozyskiwaniem hiacyntu wodnego można znacznie zmniejszyć, lokalizując miejsca zbiórki i przetwórców na zwałowiskach, które wykorzystują przeważające wiatry . Do tej operacji można by również korzystnie dodać systemy oczyszczania ścieków . Zebrana biomasa byłaby następnie przetwarzana na etanol , biogaz , wodór , gazowy azot i / lub nawóz . Uboczny woda może być używana do nawadniania w pobliżu grunty orne .

Fitoremediacja, oczyszczanie ścieków

Hiacynt wodny usuwa arsen z wody pitnej zanieczyszczonej arszenikiem. Może to być przydatne narzędzie do usuwania arsenu z wody studni w Bangladeszu .

Zaobserwowano również, że hiacynt wodny nasila nitryfikację w komórkach oczyszczania ścieków technologii żywej. Ich strefy korzeni to doskonałe mikrosiedliska dla zbiorowisk bakteryjnych.

Hiacynt wodny jest powszechną rośliną pastewną w trzecim świecie, zwłaszcza w Afryce, chociaż nadmierne stosowanie może być toksyczne. Jest bogata w białko (azot) i mikroelementy, a kozie odchody są również dobrym źródłem nawozu.

Podaje się, że hiacynt wodny jest skuteczny w usuwaniu około 60–80% azotu i około 69% potasu z wody. Stwierdzono, że korzenie hiacyntu wodnego usuwają pył zawieszony i azot w naturalnych płytkich, eutrofizowanych terenach podmokłych.

Roślina może również usuwać metale ciężkie i różne inne toksyny z zanieczyszczonej wody.

Te korzenie z pontederia crassipes naturalnie absorbowania zanieczyszczeń , w tym ołowiu , rtęci , i strontu-90 , jak i pewne związki organiczne, które uznaje się za rakotwórczy , w stężeniu 10000 razy w otaczającej wodzie. Hiacynty wodne można uprawiać do oczyszczania ścieków (zwłaszcza ścieków mleczarskich).

Rolnictwo

W miejscach, gdzie hiacynt wodny jest inwazyjny, występuje w nadmiarze i wymaga usunięcia, cechy te sprawiają, że jest on wolny do zbioru, co sprawia, że ​​jest bardzo przydatny jako źródło materii organicznej do kompostowania w rolnictwie ekologicznym . Jest używany na całym świecie jako nawóz i pasza dla zwierząt .

W Bengalu w Indiach kachuri-pana była używana głównie jako nawóz, kompost lub ściółka, a następnie jako pasza dla zwierząt gospodarskich i ryb. W Bangladeszu rolnicy z południowo-zachodniego regionu uprawiają warzywa w „pływających ogrodach”, zwykle z podstawą zbudowaną z bambusa, z wyschniętą masą hiacyntu wodnego przykrytą glebą jako ściółką. Ponieważ w tym nisko położonym regionie duża część gruntów uprawnych jest pod wodą na miesiące podczas monsunów, rolnicy uprawiają tę metodę od wielu dziesięcioleci. Metoda tego rolnictwa znana jest pod wieloma nazwami, w tym dhap chash i vasoman chash .

W Kenii w Afryce Wschodniej był używany eksperymentalnie jako nawóz organiczny, chociaż istnieją kontrowersje wynikające z wysokiej alkalicznej wartości pH nawozu.

Inne zastosowania

W różnych miejscach na świecie fabryka jest wykorzystywana do produkcji mebli, torebek, koszy, lin oraz artykułów gospodarstwa domowego / wyposażenia wnętrz (abażury, ramy do obrazów) przez firmy założone przez organizacje pozarządowe i przedsiębiorców.

Produkty tkane

Amerykańsko-nigeryjski Achenyo Idachaba zdobył nagrodę za pokazanie, jak tę roślinę można wykorzystać w celach zarobkowych jako tkane prochówki w Nigerii.

Papier

Chociaż badanie wykazało, że hiacynty wodne mają bardzo ograniczone zastosowanie w produkcji papieru, są one jednak wykorzystywane do produkcji papieru na małą skalę. Goswami wskazał w swoim artykule, że błękit wodny hiacyntu ma potencjał do wytwarzania twardego i mocnego papieru. Odkrył, że dodanie niebieskiej pulpy hiacyntu wodnego do surowca miazgi bambusowej na papier przeciwtłuszczowy może zwiększyć fizyczną wytrzymałość papieru.

Jadalność

Roślina ta jest używana jako warzywo stołowe bogate w karoten na Tajwanie . Jawajczycy czasami gotują i jedzą zielone części i kwiatostany. Wietnamczycy również gotują roślinę, a czasami dodają jej młode liście i kwiaty do swoich sałatek.

Zastosowanie lecznicze

W Kedah (Malezja) kwiaty są używane do leczenia skóry koni. Gatunek jest „tonikiem”.

Potencjalny jako środek biobójczy

Wykazano, że ekstrakt z liści hiacyntu wodnego wykazuje fitotoksyczność w stosunku do innego inwazyjnego chwastu Mimosa pigra . Ekstrakt hamował kiełkowanie nasion Mimosa pigra, a także hamował wzrost korzeni sadzonek. Dane biochemiczne sugerują, że w działaniu hamującym może pośredniczyć zwiększona produkcja nadtlenku wodoru , hamowanie aktywności rozpuszczalnej peroksydazy i stymulacja aktywności peroksydazy związanej ze ścianą komórkową w tkankach korzeni Mimosa pigra .

Galeria

Notatki wyjaśniające

Bibliografia

Bibliografia

Linki zewnętrzne