Eichhornia crassipes -Eichhornia crassipes

Gewöhnliche Wasserhyazinthe
Eichhornia crassipes C.jpg
Wissenschaftliche Klassifikation bearbeiten
Königreich: Pflanzen
Klade : Tracheophyten
Klade : Angiospermen
Klade : Monokotyledonen
Klade : Commeliniden
Befehl: Commelinales
Familie: Pontederiaceae
Gattung: Eichhornia
Spezies:
E. crassipes
Binomialer Name
Eichhornia crassipes
Synonyme

Pontederia crassipes - allgemein bekannt als gewöhnliche Wasserhyazinthe (und auch als " Terror von Bengalen " bekannt; im Allgemeinen wird sie in Bengali oft "kochuripana" genannt) - ist eine Wasserpflanze, die im Amazonasbecken beheimatet ist und oft sehr problematisch ist invasive Arten außerhalb ihres natürlichen Verbreitungsgebietes . Es ist die einzige Art von Pontederia subg. Oshunae .

Beschreibung

Wasserhyazinthe ist eine frei schwimmende mehrjährige Wasserpflanze (oder Hydrophyt), die im tropischen und subtropischen Südamerika beheimatet ist . Mit breiten, dicken, glänzenden, eiförmigen Blättern kann die Wasserhyazinthe bis zu 1 Meter hoch über die Wasseroberfläche ragen. Die Blätter haben einen Durchmesser von 10–20 cm (4–8 Zoll) an einem Stängel, der an seiner Basis über der Wasseroberfläche mit schwimmenden, knollenartigen Knötchen schwimmt. Sie haben lange, schwammige und bauchige Stiele. Die gefiederten, frei hängenden Wurzeln sind purpurschwarz. Ein aufrechter Stiel trägt eine einzelne Ähre von 8–15 auffallend attraktiven Blüten , meist lavendelfarben bis rosa mit sechs Blütenblättern. Wenn die Wasserhyazinthe nicht in Blüte steht, kann sie mit Froschgebiss ( Limnobium spongia ) oder Amazonenfroschgebiss ( Limnobium laevigatum ) verwechselt werden .

Eines der am schnellsten wachsenden Pflanzen bekannt ist , reproduziert Wasserhyazinthe in erster Linie im Wege der Läufer oder Stolonen , die schließlich Tochterpflanzen bilden. Jede Pflanze kann außerdem jedes Jahr Tausende von Samen produzieren, und diese Samen können mehr als 28 Jahre lang lebensfähig bleiben. Einige Wasserhyazinthen wachsen an einigen Standorten in Südostasien zwischen 2 und 5 Metern pro Tag . Die Wasserhyazinthe ( Pontederia crassipes ) wächst kräftig und die Matten können sich in ein bis zwei Wochen verdoppeln. Und in Bezug auf die Pflanzenzahl und nicht auf die Größe sollen sie sich innerhalb von 23 Tagen mehr als verhundertfachen.

In ihrem Verbreitungsgebiet werden diese Blüten von Langzungenbienen bestäubt und können sich sowohl sexuell als auch klonal fortpflanzen. Die Invasivität der Hyazinthe hängt mit ihrer Fähigkeit zusammen, sich selbst zu klonen, und große Flecken sind wahrscheinlich alle Teil derselben genetischen Form.

Wasserhyazinthe hat drei Blütenformen und wird als „ dreistilig “ bezeichnet. Die Blütenformen sind nach der Länge ihres Stempels benannt: lang, mittel und kurz. Tristylus-Populationen sind jedoch auf das einheimische Tiefland Südamerikas von Wasserhyazinthen beschränkt; im eingeführten Bereich überwiegt der M-Morph, wobei der L-Morph gelegentlich vorkommt und der S-Morph ganz fehlt. Diese geografische Verteilung der Blütenmorphen weist darauf hin, dass Gründerereignisse eine herausragende Rolle bei der weltweiten Verbreitung der Art gespielt haben.

Lebensraum und Ökologie

Sein Lebensraum reicht von tropischen Wüsten über subtropische oder warm gemäßigte Wüsten bis hin zu Regenwaldzonen . Die Temperaturtoleranz der Wasserhyazinthe ist wie folgt; seine minimale Wachstumstemperatur beträgt 12 ° C (54 ° F); seine optimale Wachstumstemperatur beträgt 25–30 °C (77–86 °F); seine maximale Wachstumstemperatur beträgt 33–35 ° C (91–95 ° F) und seine pH-Toleranz wird auf 5,0–7,5 geschätzt. Blätter werden durch Frost abgetötet und Pflanzen vertragen keine Wassertemperaturen > 34 °C (93 °F). Wasserhyazinthen wachsen nicht, wenn der durchschnittliche Salzgehalt des Meerwassers mehr als 15 % beträgt (ca. 5 g Salz pro kg). In Brackwasser zeigen seine Blätter Epinastie und Chlorose und sterben schließlich ab. Flöße von geernteten Wasserhyazinthen wurden ins Meer getrieben, wo sie getötet werden.

Azotobacter chroococcum , eine Art stickstofffixierender Bakterien , konzentriert sich wahrscheinlich um die Basen der Blattstiele , aber die Bakterien fixieren keinen Stickstoff, es sei denn, die Pflanze leidet unter extremem Stickstoffmangel.

Frische Pflanzen enthalten stachelige Kristalle . Von dieser Pflanze wird berichtet , dass sie Blausäure , Alkaloide und Triterpenoide enthält und Juckreiz auslösen kann . Pflanzen, die mit 2,4-Dichlorphenoxyessigsäure besprüht wurden , können in verschmutzten Umgebungen tödliche Dosen von Nitraten und anderen schädlichen Elementen ansammeln .

Verwendet

Da die Wasserhyazinthen so fruchtbar sind, dient ihre Ernte für die industrielle Nutzung auch der Umweltkontrolle.

In Nordostindien, den Philippinen, Thailand und Vietnam werden die Stängel der Wasserhyazinthe als Flechtmaterial und Faserquelle verwendet. Stränge aus getrockneten Fasern werden miteinander verwoben oder miteinander verbunden, um ein Geflecht oder eine Schnur zu bilden, die zur Herstellung von Taschen, Schuhen, Kränzen, Hüten, Vasen, Weihnachtslaternen und mehr dekorativen Materialien verwendet werden. Getrocknete Stiele werden für Körbe und Möbel verwendet. Als Rohstoff für Papier werden Wasserhyazinthenfasern verwendet.

Da die Pflanze reichlich Stickstoff enthält, kann sie als Substrat für die Biogasproduktion und den aus dem Biogas gewonnenen Schlamm verwendet werden. Aufgrund der leichten Ansammlung von Toxinen neigt die Pflanze jedoch dazu, bei der Verwendung als Futtermittel kontaminiert zu werden.

Die Anlage ist extrem tolerant und hat eine hohe Aufnahmekapazität für Schwermetalle , darunter Cadmium , Chrom , Kobalt , Nickel , Blei und Quecksilber , was sie für die Bioreinigung von Industrieabwasser geeignet machen könnte. , , , Zusätzlich zu Schwermetallen können Pontederia crassipes auch andere Giftstoffe wie Zyanid entfernen , was in Gebieten, in denen Goldabbau betrieben wurde, umweltschonend ist.

Wasserhyazinthe ist in Nordamerika, Europa, Asien, Australien, Afrika und Neuseeland weit verbreitet . In vielen Gebieten ist sie zu einer wichtigen und schädlichen invasiven Art geworden . In Neuseeland ist es im National Pest Plant Accord aufgeführt , das verhindert, dass es vermehrt, verteilt oder verkauft wird. In großen Wassergebieten wie Louisiana, den Kerala Backwaters in Indien , Tonlé Sap in Kambodscha und dem Viktoriasee ist sie zu einer ernsthaften Plage geworden. Die Gemeine Wasserhyazinthe ist zu einer invasiven Pflanzenart am Viktoriasee in Afrika geworden, nachdem sie in den 1980er Jahren in das Gebiet eingeschleppt wurde.

Wenn sie nicht kontrolliert wird, kann Wasserhyazinthe Seen und Teiche vollständig bedecken; Dies beeinflusst den Wasserfluss dramatisch und verhindert, dass das Sonnenlicht einheimische Wasserpflanzen erreicht, die oft sterben. Durch den Zerfallsprozess wird der im Wasser gelöste Sauerstoff verbraucht , wodurch oft Fische getötet werden. Die Pflanzen erzeugen auch einen hervorragenden Lebensraum für Stechmücken , die klassischen Vektoren der Erkrankung, und eine Art der Schnecke bekannt , einen Host parasitären flatworm , die bewirkt , dass Schistosomiasis (Schneckenfieber). Die Wasserhyazinthe wird direkt für die hungernden Subsistenzbauern in Papua-Neuguinea verantwortlich gemacht und bleibt ein großes Problem, wo keine wirksamen Kontrollprogramme vorhanden sind. Wasserhyazinthe ist in künstlichen Teichen oft problematisch, wenn sie unkontrolliert ist, kann aber auch eine Nahrungsquelle für Goldfische darstellen, das Wasser sauber halten und zur Sauerstoffversorgung beitragen.

Wasserhyazinthe dringt oft in Gewässer ein, die bereits durch menschliche Aktivitäten beeinflusst wurden. Zum Beispiel können die Pflanzen in künstlichen Stauseen oder in eutrophierten Seen, die große Mengen an Nährstoffen erhalten, natürliche Lebenszyklen aus dem Gleichgewicht bringen .

Wegen P. crassipes ' Invasivität, mehrere biologische Bekämpfungsmittel freigegeben worden , sie zu kontrollieren, einschließlich zwei Rüsselkäfern (Coleoptera: Curculionidae), Neochetina bruchi Hustache und Neochetina eichhorniae Warner, und die Motte Niphograpta albiguttalis (Warren) (Lepidoptera: Pyralidae). Neochetina eichhorniae verursacht "eine erhebliche Verringerung der Wasserhyazinthenproduktion" (in Louisiana); es reduziert die Pflanzenhöhe, das Gewicht und die Wurzellänge und lässt die Pflanze weniger Tochterpflanzen produzieren. N. eichhorniae wurde 1972 von Argentinien nach Florida eingeführt. Als zusätzliches Bekämpfungsmittel wird in Südafrika eine halbaquatische Heuschrecke, Cornops aquaticum , untersucht.

Vereinigte Staaten

Einführung in die USA

Es gibt verschiedene Berichte darüber, wie die Wasserhyazinthe in die Vereinigten Staaten eingeführt wurde.

(1884 Ausstellung)

Die Behauptung, dass die Wasserhyazinthe 1884 auf der Weltausstellung in New Orleans, auch bekannt als World Cotton Centennial , in die USA eingeführt wurde , wurde als "erste authentische Darstellung" sowie als "lokale Legende" bezeichnet.

(Angebliche japanische Beteiligung)

Irgendwann behaupteten Versionen der "Legende", die Pflanzen seien von einer japanischen Delegation auf der Messe verschenkt worden. Diese Behauptung fehlt in einem einschlägigen Artikel, der in einer Fachzeitschrift für Militäringenieure aus dem Jahr 1940 veröffentlicht wurde, erscheint jedoch in einem Artikel, der 1941 vom Direktor der Abteilung für Wildtiere und Fischerei des Louisiana Department of Conservation verfasst wurde, wo der Autor schreibt: "the Die japanische Regierung unterhielt ein japanisches Gebäude" auf der Messe, und die "japanischen Mitarbeiter importierten aus Venezuela beträchtliche Mengen Wasserhyazinthe, die als Souvenirs verschenkt wurden". Die Behauptung wurde von späteren Autoren wiederholt, mit verschiedenen Verschiebungen in den Details. So schrieb NAS- Stipendiat Noel D. Vietmeyer (1975), dass "japanische Unternehmer" die Pflanze in die USA einführten und die Pflanzen "vom Orinoco-Fluss in Venezuela gesammelt wurden", und die Behauptung wurde von einem Paar im selben Sinne wiederholt von NASA- Forschern ( Wolverton & McDonald 1979 ), die behaupteten, die Souvenirpflanzen seien achtlos in verschiedene Wasserstraßen gekippt worden. Der kanadische Biologe Spencer CH Barrett (2004) favorisierte inzwischen die Theorie, dass sie zuerst in Gartenteichen kultiviert wurden, sich dann vermehrten und in die Umgebung flüchteten. Der Bericht erhält ein anderes Detail, wie die Kindererzählerin Carole Marsh (1992), die sagt, "Japan verschenkte Wasserhyazinthensamen" während der Ausstellung, und ein anderer Erzähler aus dem Süden, Gaspar J. "Buddy" Stall (1998), versicherte ihm Leser, dass die Japaner jeder Familie eine Packung dieser Samen schenkten.

(Andere Möglichkeiten der Einführung)

In einem Artikel wurde auch untersucht, welche Rolle der Katalogverkauf von Saatgut und Pflanzen bei der Verbreitung invasiver Pflanzen gespielt haben könnte. Es wurde festgestellt, dass P. crassipes in der Ausgabe von 1884 von Edmund D. Sturtevants Katalog von seltenen Seerosen und anderen ausgewählten Wasserpflanzen in Bordentown, New Jersey, angeboten wurde , und Haage & Schmidt  [ de ] aus Deutschland bietet die Pflanze seitdem an 1864 (seit Firmengründung). Bis 1895 wurde es von Saatgutlieferanten in den Bundesstaaten NJ, NY, Kalifornien und Florida angeboten.

Die Zeitschrift Harper's Weekly (1895) druckte einen anekdotischen Bericht, der besagte, dass ein bestimmter Mann aus New Orleans Wasserhyazinthen sammelte und nach Hause brachte, die er aus Kolumbien, c. 1892, und die Pflanze vermehrte sich innerhalb von 2 Jahren.

Befall und Bekämpfung im Südosten

Wenn sich die Hyazinthen zu Matten vermehren, beseitigen sie die Anwesenheit von Fischen und verstopfen Wasserwege für Boote und Schifffahrt. Dieser Effekt setzte sich um die Jahrhundertwende im Bundesstaat Louisiana gut durch.

Die Pflanze drang 1890 in Florida ein und schätzungsweise 50 kg/m 2 der Pflanzenmasse erstickten Floridas Wasserstraßen. Die Verstopfung des St. Johns River stellte eine ernsthafte Bedrohung dar, und 1897 entsandte die Regierung eine Task Force des United States Army Corps of Engineers , um das Wasserhyazinthenproblem zu lösen, das die Golfstaaten wie Florida und Louisiana heimsuchte.

So ist in dem frühen 20. Jahrhundert, das US - Kriegsministerium (dh das Army Corps of Engineers) testete verschiedene Mittel , um die Pflanzen zu beseitigen, einschließlich der Jet-Streaming von Dampf und heißem Wasser, Anwendung verschiedener starken Säuren und Anwendung von Erdöl gefolgt durch Verbrennung. Das Besprühen mit gesättigter Salzlösung (aber nicht mit verdünnten Lösungen) tötete die Pflanzen wirksam ab; Leider galt dies als unerschwinglich, und die Ingenieure wählten das Herbizid der Marke Harvesta, dessen Wirkstoff Arsensäure war , als optimales kosteneffektives Mittel zur Ausrottung. Dieses Herbizid wurde bis 1905 verwendet, als es durch eine andere, auf weißem Arsen basierende Verbindung ersetzt wurde. Ein mit dem Sprühen beauftragter Ingenieur hielt das Gift für nicht besorgniserregend und erklärte, dass die Besatzung des Sprühboots routinemäßig Fische aus ihren Arbeitsbereichen fangen und verzehren würde. Aufgrund der Weite der entkommenen Kolonien und der Unzugänglichkeit einiger befallener Gebiete hatte das Besprühen jedoch wenig Hoffnung, die Wasserhyazinthe vollständig auszurotten, und der Ingenieur schlug vor, dass möglicherweise biologische Mittel zur Bekämpfung erforderlich sind.

Im Jahr 1910 wurde von der New Foods Society eine kühne Lösung vorgelegt . Ihr Plan war es, Nilpferde aus Afrika in die Flüsse und Bayous von Louisiana zu importieren und freizulassen . Das Nilpferd würde dann die Wasserhyazinthe fressen und auch Fleisch produzieren, um ein weiteres ernstes Problem zu lösen, die amerikanische Fleischkrise.

HR 23621, bekannt als American Hippo Bill, wurde vom Kongressabgeordneten Robert Broussard aus Louisiana vorgestellt und vom Landwirtschaftsausschuss des US-Repräsentantenhauses debattiert. Die wichtigsten Mitarbeiter der New Foods Society und Befürworter von Broussards Gesetzentwurf waren Major Frederick Russell Burnham , der berühmte amerikanische Pfadfinder , und Captain Fritz Duquesne , ein südafrikanischer Pfadfinder, der später ein berüchtigter Spion für Deutschland wurde. Bei einer Präsentation vor dem Landwirtschaftsausschuss betonte Burnham, dass keines der Tiere, die die Amerikaner aßen, Hühner, Schweine, Kühe, Schafe, Lämmer, in den USA heimisch sei; alle waren Jahrhunderte zuvor von europäischen Siedlern importiert worden, warum also sollten die Amerikaner zögern, Nilpferde und andere große Tiere in die amerikanische Ernährung aufzunehmen? Duquesne, der in Südafrika geboren und aufgewachsen ist, stellte weiter fest, dass europäische Siedler auf diesem Kontinent häufig Nilpferde, Strauße, Antilopen und andere afrikanische Wildtiere in ihre Ernährung aufgenommen haben und keine negativen Auswirkungen hatten. Das amerikanische Hippo-Gesetz wurde fast verabschiedet, blieb aber eine Stimme verfehlt.

Ironischerweise haben Wasserhyazinthen auch in die Gewässer eingeleitet durch bewohnt Seekühe in Florida, für die Zwecke der biologischen Sanierung (vgl §Phytoremediation unten) von den Gewässern , die kontaminiert und zum Opfer gefallen geworden sind Algen Aufblühen . Die Seekühe nehmen die Wasserhyazinthe in ihre Ernährung auf, aber sie ist möglicherweise nicht das Futter der ersten Wahl für sie.

Legalität von Verkauf und Versand in den Vereinigten Staaten

Im Jahr 1956 wurde E. crassipes in den Vereinigten Staaten zum Verkauf oder Versand verboten , was mit einer Geldstrafe und/oder Gefängnisstrafe verbunden war. Dieses Gesetz wurde durch HR133 [116. Kongress (2019-2020)] am 27.12.2020 aufgehoben.

Afrika

Wasserhyazinthe im Hafen von Kisumu

Die Wasserhyazinthe wurde möglicherweise Ende des 18. bis Anfang des 19. Jahrhunderts während der Ära Muhammad Alis von Ägypten nach Ägypten eingeführt, wurde aber erst 1879 als invasive Bedrohung erkannt. Die Invasion in Ägypten wird zwischen 1879 und 1892 von Brij Gopal . datiert . Gopal; Müll; Davis (2000) , Biodiversität in Feuchtgebieten 2 p. 109 .</ref>

Die Pflanze (Afrikaans: waterhiasint ) drang wohl 1910 in Südafrika ein, obwohl frühere Daten behauptet wurden.

Die Pflanze wurde von belgischen Kolonisten nach Ruanda eingeführt , um ihre Bestände zu verschönern. Dann gelangte es auf natürliche Weise zum Viktoriasee, wo es 1988 zum ersten Mal gesichtet wurde. Dort ist es ohne natürliche Feinde zu einer ökologischen Plage geworden, die den See erstickt, das Fischreservoir verringert und die lokale Wirtschaft beeinträchtigt. Es behindert den Zugang zu Kisumu und anderen Häfen.

Die Wasserhyazinthe ist auch in Äthiopien aufgetaucht , wo sie erstmals 1965 am Koka-Stausee und im Awash-Fluss gemeldet wurde , wo es der äthiopischen Elektrizitäts- und Strombehörde gelungen ist, sie mit erheblichem Arbeitsaufwand unter mäßige Kontrolle zu bringen. Andere Schädlinge in Äthiopien sind viele Gewässer in der Gambela-Region , der Blaue Nil vom Tana-See bis in den Sudan und der Ellen-See in der Nähe von Alem Tena . Bis 2018 ist es am Tanasee in Äthiopien zu einem ernsthaften Problem geworden.

Die Wasserhyazinthe kommt auch am Shire River im Liwonde Nationalpark in Malawi vor.

Asien

Das Haldia Municipality Pool, ein öffentliches Wasserreservoir, wird seit Dezember 2019 durch die wachsende Wasserhyazinthenpopulation erstickt.

Wasserhyazinthe wurde 1884 in Nordamerika und später in Asien , Afrika und Australien eingeführt . Da es am neuen Standort keine natürlichen Feinde gibt, kann es sich schnell vermehren und Katastrophen verursachen.

Die Wasserhyazinthe wurde wegen ihrer schönen Blüten und Blattformen nach Bengalen, Indien, eingeführt, stellte sich jedoch als invasives Unkraut heraus, das Sauerstoff aus den Gewässern entzieht und zur Zerstörung des Fischbestandes führte. Die Wasserhyazinthe wurde in Bengalen als "(Schöner) Blauer Teufel" und anderswo in Indien als "Bengalischer Terror" bezeichnet; es wurde in Bangladesch "Deutsches Unkraut" (bengalisch: Germani pana ) genannt , aus dem Glauben heraus, dass die deutsche Kaiser-U-Boot-Mission bei Ausbruch des Ersten Weltkriegs an der Einführung beteiligt war; und in Sri Lanka "japanische Schwierigkeiten" genannt , aufgrund des Gerüchts, die Briten hätten sie gepflanzt, um japanische Flugzeuge zur Landung auf den unsicheren Landeplätzen zu locken.

In Bangladesch haben Projekte begonnen, Wasserhyazinthe für den Bau von schwimmenden Gemüsegärten zu nutzen.

Wasserhyazinthe ist auch in den Tonlé Sap See in Kambodscha eingedrungen. Ein Osmose- Projekt in Kambodscha versucht, dies zu bekämpfen, indem die Einheimischen Körbe daraus herstellen.

Die Pflanze kam 1884 zur Anerkennung des Gartenbaus nach Japan, nach konventioneller Weisheit, aber ein Forscher, der sich der Erforschung der Pflanze widmete, hat entdeckt, dass der Ukiyo-e- Künstler Utagawa Kunisada (alias Utagawa Toyokuni III, gest. 1865 ) einen Holzschnitt produzierte mit Wasserhyazinthe, Goldfisch und schönen Frauen aus dem Jahr 1855. Die Pflanze schwimmt auf der Wasseroberfläche von gefüllten (Glas-) Goldfischgläsern oder glasierten Steingut-Seerosentöpfen ( Hibachi- Töpfe als Ersatz).

In den 1930er Jahren wurde die Wasserhyazinthe in China als Futter- , Zier- und Kläranlage eingeführt und im Süden weit verbreitet als Tierfutter angebaut. Beginnend in den 1980er Jahren hat sich mit der rasanten Entwicklung der chinesischen Binnenindustrie die Eutrophierung der Binnengewässer verstärkt. Mit Hilfe ihrer effizienten asexuellen Fortpflanzungs- und Umweltanpassungsmechanismen hat sich die Wasserhyazinthe im Flusseinzugsgebiet weit verbreitet. Die Hyazinthen blockierten den Fluss und behinderten den internen Wasserverkehr. So wurden beispielsweise viele Wasserstraßen in Zhejiang und anderen Provinzen durch die schnell wachsende Wasserhyazinthe blockiert. Darüber hinaus verhindert eine große Anzahl im Wasser schwimmender Wasserhyazinthen das Eindringen von Sonnenlicht ins Wasser, und ihr Zerfall verbraucht viel gelösten Sauerstoff im Wasser, belastet die Wasserqualität und kann andere Wasserpflanzen töten. Der Ausbruch der Wasserhyazinthe hat die Biodiversität des lokalen Ökosystems ernsthaft beeinträchtigt und die Produktion, das Leben und die Gesundheit der Bewohner der Gemeinde bedroht.

Im Irak bereitete die in den 1990er Jahren als Zierpflanze importierte Wasserhyazinthe Wasserversorgungssystemen und Fischern am Euphrat große Probleme .

Europa

2016 hat die Europäische Union den Verkauf der Wasserhyazinthe in der EU verboten. Die Art steht auf der Liste der invasiven gebietsfremden Arten von unionsweiter Bedeutung. Dies bedeutet, dass in der gesamten Europäischen Union nicht nur der Verkauf, sondern auch die Einfuhr, der Anbau oder die absichtliche Freisetzung in die Umwelt verboten ist.

Invasive Arten

Wasserhyazinthe brütet schnell, lässt sich leicht schwimmen und verteilen und kann den Wasserkörper schnell bedecken, was zu einer schlechten Wasserdurchlässigkeit führt. Daher konkurriert die Wasserhyazinthe in natürlichen Gewässern mit anderen Wasserpflanzen (schwimmend und unter Wasser) und Algen um mineralische Nährstoffe, Sonnenlicht usw. und hemmt dadurch das Wachstum anderer Wasser- und Algenorganismen. Im Jahr 2011 haben Wu Fuqin et al. verfolgten die Ergebnisse des Yunnan Dianchi Lake und zeigten auch, dass Wasserhyazinthe die Photosynthese von Phytoplankton, Unterwasserpflanzen und Algen durch die Qualität der Wasserumgebung beeinflussen und ihr Wachstum hemmen können. Darüber hinaus wird durch den Ausbruch der Wasserhyazinthe und ihr Zerfallsstadium gleichzeitig eine große Menge an gelöstem Sauerstoff im Gewässer verbraucht, und der Raum für die Fortpflanzung von Unterwassertieren wie Fischen wird reduziert, und sogar eine große Anzahl von Fische werden sterben. Es ist vergleichbar mit der Veränderung der ursprünglichen Nahrungskette im Gewässer, wodurch die Stabilität des Ökosystems in diesem Gewässerbereich verringert wird.

Das massive Wachstum von Wasserhyazinthen bedeckt oft das Gewässer, wo es sich befindet, blockiert Flusskanäle und Wasserwege und behindert den Wassertransport. Berichten zufolge ist an 20 aufeinanderfolgenden Tagen im Unterlauf des Han-Flusses in Wuhan eine große Fläche von Wasserhyazinthen aufgetaucht, die eine direkte Bedrohung für die sichere Schifffahrt im Unterlauf des Jangtse darstellt. Auch auf den Gewässern der Flüsse Yaojiang, Fenghua und Minjiang in Ningbo, Zhejiang, konnten Schiffe wegen der Vegetation nicht fahren. Zweitens kann Wasserhyazinthe eine große Menge an schädlichen Schwermetallen und anderen Substanzen aufnehmen. Nach dem Tod verrottet es und sinkt auf den Grund des Wassers, was zu einer sekundären Verschmutzung des Gewässers führt, die natürliche Wasserqualität zerstört und in schweren Fällen sogar die Qualität des Trinkwassers der Bewohner beeinträchtigen kann. Drittens bereitet sie den Fischern aufgrund des dichten Wachstums der Wasserhyazinthe große Schwierigkeiten und zerstört oft die Fanggeräte, was zu einem starken Anstieg der Fangkosten führt. Die Oberfläche des Gewässers, an der die Wasserhyazinthe stark wächst, ist oft ein Brutplatz für Mücken und schädliche Krankheitserreger, was eine potenzielle Bedrohung für die Gesundheit der Anwohner darstellt.

Die Invasion der Wasserhyazinthe hat auch sozioökonomische Folgen. Da Wasserhyazinthe zu 95 % aus Wasser besteht, ist die Evapotranspirationsrate hoch. Daher können kleine Seen, die mit der Art bedeckt wurden, austrocknen und Gemeinschaften ohne ausreichende Wasser- oder Nahrungsversorgung hinterlassen. In einigen Gebieten verhindern dichte Matten aus Wasserhyazinthen die Nutzung einer Wasserstraße, was zum Verlust von Transportmitteln (sowohl für Menschen als auch für Fracht) sowie zum Verlust von Fangmöglichkeiten führt. Große Geldsummen fließen in die Entfernung der Wasserhyazinthe aus den Gewässern sowie in die Vernichtung der geernteten Überreste. Die mechanische Ernte der Wasserhyazinthe erfordert viel Aufwand. Für eine Million Tonnen frische Biomasse wären 365 Tage lang 75 Lastwagen mit einer Kapazität von 40 m³ pro Tag erforderlich, um eine Million Tonnen Wasserhyazinthe loszuwerden. Die Wasserhyazinthe würde dann auf eine Deponie gebracht und dort zersetzt, wodurch CO2, CH4 und Stickoxide freigesetzt werden, die sich alle negativ auf die Luftqualität auswirken und zur globalen Erwärmung beitragen würden.

Steuerung

Die Kontrolle hängt von den spezifischen Bedingungen jedes betroffenen Standorts ab, wie dem Ausmaß des Wasserhyazinthenbefalls, dem regionalen Klima und der Nähe zu Mensch und Tier.

Chemische Kontrolle

Chemische Bekämpfung wird aufgrund ihrer langfristigen Auswirkungen auf die Umwelt und die menschliche Gesundheit von den drei Bekämpfungsmitteln der Wasserhyazinthe am wenigsten verwendet. Die Verwendung von Herbiziden erfordert die strikte Genehmigung durch staatliche Schutzbehörden von erfahrenen Technikern, um die betroffenen Bereiche zu handhaben und zu besprühen. Der Einsatz chemischer Herbizide wird nur bei starker Infiltration der Wasserhyazinthe eingesetzt. Der erfolgreichste Einsatz von Herbiziden ist jedoch, wenn sie für kleinere Befallsgebiete von Wasserhyazinthen eingesetzt werden. Dies liegt daran, dass in größeren Gebieten wahrscheinlich mehr Matten von Wasserhyazinthen die Herbizide überleben und zersplittern können, um eine große Fläche von Wasserhyazinthenmatten weiter zu vermehren. Zudem ist sie kostengünstiger und weniger arbeitsaufwendig als eine mechanische Steuerung. Es kann jedoch zu Umweltauswirkungen führen, da es in das Grundwassersystem eindringen kann und nicht nur den Wasserkreislauf innerhalb eines Ökosystems, sondern auch das lokale Wassersystem und die menschliche Gesundheit beeinträchtigen kann. Bemerkenswert ist auch, dass der Einsatz von Herbiziden nicht streng selektiv gegenüber Wasserhyazinthen ist; Schlüsselarten und lebenswichtige Organismen wie Mikroalgen können an den Giftstoffen absterben und zerbrechliche Nahrungsnetze zerstören.

Die chemische Regulierung von Wasserhyazinthen kann mit gängigen Herbiziden wie 2,4-D, Glyphosat und Diquat erfolgen. Die Herbizide werden auf die Blätter der Wasserhyazinthe gesprüht und führen zu direkten Veränderungen der Physiologie der Pflanze. Der Einsatz des als 2,4-D bekannten Herbizids führt zum Absterben der Wasserhyazinthe durch Hemmung des Zellwachstums von neuem Gewebe und zellulärer Apoptose. Es kann fast zwei Wochen dauern, bis die Matten der Wasserhyazinthe mit 2, 4-D zerstört sind. In Louisiana werden jährlich zwischen 75.000 und 150.000 Acres (30.000 und 61.000 ha) Wasserhyazinthe und Alligatorkraut behandelt.

Das als Diquat bekannte Herbizid ist ein flüssiges Bromidsalz, das schnell in die Blätter der Wasserhyazinthe eindringen kann und zu einer sofortigen Inaktivität von Pflanzenzellen und zellulären Prozessen führt. Das Herbizid Glyphosat hat eine geringere Toxizität als die anderen Herbizide; Daher dauert es länger, bis die Wasserhyazinthenmatten zerstört sind (ca. drei Wochen). Zu den Symptomen zählen ein stetiges Welken der Pflanzen und eine Gelbfärbung der Pflanzenblätter, die schließlich zum Pflanzenverfall führt.

Körperliche Kontrolle

Physikalische Steuerung wird durch landgestützte Maschinen wie Eimer Kräne, Seilbagger oder Ausleger oder durch wasserbasierte Maschinen wie ausgeführt Wasserunkraut Mähdrescher , Bagger oder Vegetation Schredder. Die mechanische Entfernung wird als die beste kurzfristige Lösung für die Vermehrung der Pflanze angesehen. Bei einem Projekt am Viktoriasee in Afrika wurden innerhalb von 12 Monaten 1.500 Hektar Wasserhyazinthe mit verschiedenen Geräten zerkleinert, gesammelt und entsorgt. Es ist jedoch kostspielig und erfordert den Einsatz von Land- und Wasserfahrzeugen, aber es dauerte viele Jahre, bis der See in einem schlechten Zustand war, und die Rekultivierung wird ein kontinuierlicher Prozess sein.

Es kann jährliche Kosten von 6 bis 20 Millionen US-Dollar verursachen und wird nur als kurzfristige Lösung für ein langfristiges Problem angesehen. Ein weiterer Nachteil bei der maschinellen Ernte besteht darin, dass es beim Zerkleinern der Pflanzen durch rotierende Messer der Pflanzenerntemaschine zu einer weiteren Fragmentierung der Wasserhyazinthen kommen kann. Die im Wasser zurückgelassenen Wasserhyazinthenfragmente können sich leicht ungeschlechtlich vermehren und einen erneuten Befall verursachen.

Allerdings ist der Transport und die Entsorgung der geernteten Wasserhyazinthe eine Herausforderung, da die Vegetation ein hohes Gewicht hat. Die geerntete Wasserhyazinthe kann aufgrund der Schadstoffaufnahmefähigkeit der Pflanze für den Menschen ein Gesundheitsrisiko darstellen und gilt als giftig für den Menschen. Darüber hinaus ist die Praxis der maschinellen Ernte bei großflächigem Befall der Wasserhyazinthe nicht effektiv, da diese aquatische invasive Art viel schneller wächst, als sie eliminiert werden kann. Aufgrund der großen Mengen an Wasserhyazinthen in der Umgebung können täglich nur ein bis zwei Morgen ( 12 bis 1 ha) Wasserhyazinthe maschinell geerntet werden. Daher ist der Prozess sehr zeitintensiv.

Im Jahr 2010 wurde das Insekt Megamelus scutellaris vom Agrarforschungsdienst als biologische Bekämpfung für die invasive Art Eichhornia crassipes, besser bekannt als Wasserhyazinthe, freigegeben.
Im Jahr 2010 wurde das Insekt Megamelus scutellaris vom Agricultural Research Service als biologische Bekämpfung für Wasserhyazinthe freigegeben.

Biologische Kontrolle

Da die chemische und mechanische Entfernung oft zu teuer, umweltschädlich und ineffektiv ist, haben sich Forscher biologischen Bekämpfungsmitteln zugewandt , um Wasserhyazinthen zu bekämpfen. Die Bemühungen begannen in den 1970er Jahren, als USDA- Forscher drei Rüsselkäferarten, von denen bekannt ist, dass sie sich von Wasserhyazinthen ernähren, Neochetina bruchi , N. eichhorniae und den Wasserhyazinthenbohrer Sameodes albiguttalis in die Vereinigten Staaten freisetzten . Die Rüsselkäferarten wurden in die Golfküstenstaaten wie Louisiana, Texas und Florida eingeführt, wo Tausende von Hektar von Wasserhyazinthen befallen waren. Es wurde festgestellt, dass ein Jahrzehnt später, in den 1980er Jahren, ein Rückgang der Wasserhyazinthenmatten um bis zu 33% zu verzeichnen war. Da der Lebenszyklus der Rüsselkäfer jedoch neunzig Tage beträgt, schränkt dies die Verwendung biologischer Prädation ein, um das Wachstum von Wasserhyazinthen effizient zu unterdrücken. Diese Organismen regulieren die Wasserhyazinthe, indem sie die Größe der Wasserhyazinthe, ihre vegetative Vermehrung und die Samenproduktion begrenzen. Sie tragen auch Mikroorganismen, die für die Wasserhyazinthe pathologisch sein können. Diese Rüsselkäfer fressen Stammgewebe, was zu einem Verlust des Auftriebs für die Pflanze führt, die schließlich sinken wird. Obwohl sie nur begrenzten Erfolg hatten, wurden die Rüsselkäfer inzwischen in mehr als 20 anderen Ländern freigesetzt. Die wirksamste Bekämpfungsmethode bleibt jedoch die Bekämpfung übermäßiger Nährstoffe und die Verhinderung der Ausbreitung dieser Art.

Im Mai 2010 hat der Agricultural Research Service des USDA Megamelus scutellaris als zusätzliches biologisches Kontrollinsekt für die invasive Wasserhyazinthenart freigegeben . Megamelus scutellaris ist ein kleines Pflanzenzikadeninsekt, das in Argentinien beheimatet ist. Forscher haben die Wirkung des biologischen Bekämpfungsmittels seit 2006 in umfangreichen Wirtsstudien untersucht und kamen zu dem Schluss, dass das Insekt sehr wirtsspezifisch ist und keine andere Pflanzenpopulation außer der anvisierten Wasserhyazinthe gefährdet. Die Forscher hoffen auch, dass diese biologische Bekämpfung widerstandsfähiger sein wird als die bestehenden biologischen Bekämpfungsmittel und die bereits eingesetzten Herbizide zur Bekämpfung der invasiven Wasserhyazinthe.

Ein weiteres Insekt, das als biologisches Bekämpfungsmittel in Betracht gezogen wird, ist die halbaquatische Heuschrecke Cornops aquaticum . Dieses Insekt ist spezifisch für die Wasserhyazinthe und ihre Familie und führt neben der Nahrungsaufnahme der Pflanze einen sekundären pathogenen Befall ein. Diese Heuschrecke wurde in kontrollierten Studien nach Südafrika eingeführt .

Die Einführung von Seekühen in Wasserstraßen war Berichten zufolge erfolgreich bei der Kontrolle des Pflanzenwachstums in Guyana .

Die Rhodes University Zentrum für Biologische Kontrolle aufrichtet Megamelus scutellaris en masse für biocontrol bei Dämmen in Südafrika.

Verwendet

Bioenergie

Pontederia crassipes ist aufgrund ihrer extrem hohen Entwicklungsgeschwindigkeit eine hervorragende Biomassequelle . Ein Hektar (2,5 acre) stehendes Getreide produziert somit mehr als 70.000 m 3 /ha (1.000.000 cu ft/acre) Biogas (70 % CH
4
, 30% CO
2
). Laut Curtis und Duke kann ein kg Trockenmasse 370 Liter Biogas ergeben, was einen Heizwert von 22.000 kJ/m 3 (590 Btu/cu ft) im Vergleich zu reinem Methan (895 .) ergibt Btu / ft 3 )

Wolverton und McDonald melden ca. 0,2 m 3 /kg (3 cu ft/lb) Methan, was auf einen Biomassebedarf von 350 t/ha (160 Short ton/acre) hinweist, um den Ertrag von 70.000 m 3 /ha (1.000.000 cu ft/acre) zu erreichen von der National Academy of Sciences (Washington) projiziert. Ueki und Kobayashi nennen mehr als 200 t/ha (90 short ton/acre) pro Jahr. Reddy und Tucker fanden ein experimentelles Maximum von mehr als 12 Tonne pro Hektar ( 14  kurze Tonne/Acre) pro Tag.

Bengalische Bauern sammeln und stapeln diese Pflanzen zu Beginn der kalten Jahreszeit zum Trocknen; sie verwenden dann die trockenen wasserhyazinthen als brennstoff. Die Asche wird als Dünger verwendet. In Indien ergibt eine Tonne (1,1 Tonnen) getrocknete Wasserhyazinthe etwa 50 Liter Ethanol und 200 kg Restfaser (7.700 Btu). Bakterielle Fermentation von einer Tonne (1,1 Short Tonnen) ergibt 26.500 ft 3 Gas (600 Btu) mit 51,6% Methan ( CH
4
), 25,4% Wasserstoff ( H
2
), 22,1% Kohlendioxid ( CO
2
) und 1,2 % Sauerstoff ( O
2
). Die Vergasung einer Tonne (1,1 Tonnen) Trockenmasse durch Luft und Dampf bei hohen Temperaturen (800 °C oder 1500 °F) ergibt etwa 40.000 ft 3 (1.100 m 3 ) Erdgas (143 Btu/ft 3 ) mit 16,6% H
2
, 4,8% CH
4
, 21,7% CO ( Kohlenmonoxid ), 4,1% CO
2
und 52,8% N &sub2;
2
( Stickstoff ). Der hohe Feuchtigkeitsgehalt der Wasserhyazinthe, der so viel zu den Handhabungskosten beiträgt, neigt dazu, kommerzielle Unternehmungen einzuschränken. Es könnte ein kontinuierliches, hydraulisches Produktionssystem entworfen werden, das eine bessere Ausnutzung der Kapitalinvestitionen ermöglicht als in der konventionellen Landwirtschaft, die im Wesentlichen ein Chargenbetrieb ist.

Der Arbeitsaufwand für die Ernte von Wasserhyazinthen kann erheblich reduziert werden, indem Sammelstellen und Verarbeitungsbetriebe auf Aufstauungen angesiedelt werden, die die vorherrschenden Winde nutzen . Auch Abwasserbehandlungsanlagen könnten diesem Betrieb günstig beigefügt werden. Die geerntete Biomasse würde dann in Ethanol , Biogas , Wasserstoff , gasförmigen Stickstoff und/oder Dünger umgewandelt . Das Nebenprodukt Wasser kann verwendet werden, um nahegelegenes Ackerland zu bewässern .

Phytoremediation, Abwasserbehandlung

Wasserhyazinthe entfernt Arsen aus arsenverseuchtem Trinkwasser. Es kann ein nützliches Werkzeug sein, um Arsen aus Rohrbrunnenwasser in Bangladesch zu entfernen .

Es wird auch beobachtet, dass Wasserhyazinthe die Nitrifikation in Abwasserbehandlungszellen der lebenden Technologie fördert. Ihre Wurzelzonen sind hervorragende Mikrostandorte für Bakteriengemeinschaften.

Wasserhyazinthe ist eine verbreitete Futterpflanze in der Dritten Welt, insbesondere in Afrika, obwohl übermäßiger Gebrauch giftig sein kann. Es ist reich an Proteinen (Stickstoff) und Spurenelementen und der Ziegenkot ist auch eine gute Düngerquelle.

Von Wasserhyazinthe wird berichtet, dass sie etwa 60–80 % Stickstoff und etwa 69 % Kalium aus dem Wasser entfernt. Es wurde festgestellt, dass die Wurzeln der Wasserhyazinthe Partikel und Stickstoff in einem natürlichen flachen eutrophierten Feuchtgebiet entfernen.

Die Pflanze kann auch Schwermetalle und verschiedene andere Giftstoffe aus kontaminiertem Wasser filtern.

Die Wurzeln von Pontederia crassipes absorbieren auf natürliche Weise Schadstoffe , darunter Blei , Quecksilber und Strontium-90 , sowie einige organische Verbindungen, die als krebserregend gelten , in Konzentrationen, die 10.000 Mal höher sind als im umgebenden Wasser. Zur Abwasserbehandlung (insbesondere Milchabwässer) können Wasserhyazinthen angebaut werden.

Landwirtschaft

An Orten, an denen die Wasserhyazinthe invasiv, überreichlich und abräumungsbedürftig ist, machen diese Eigenschaften sie für die Ernte frei, was sie als Quelle für organisches Material für die Kompostierung im ökologischen Landbau sehr nützlich macht . Es wird international als Dünger und als Tierfutter verwendet .

In Bengalen, Indien, wurde Kachuri-Pana vor allem als Dünger, Kompost oder Mulch und sekundär als Vieh- und Fischfutter verwendet. In Bangladesch bauen Bauern in der südwestlichen Region Gemüse auf „schwimmenden Gärten“ an, meist mit einem aus Bambus gebauten Rahmensockel, mit getrockneten Wasserhyazinthen, die mit Erde bedeckt sind, als Einstreu. Da während des Monsuns in dieser Tiefebene ein großer Teil der Anbauflächen monatelang unter Wasser steht, wird diese Methode seit vielen Jahrzehnten von Landwirten angebaut. Die Methode dieser Landwirtschaft ist unter vielen Namen bekannt, darunter Dhap-Chash und Vasoman-Chash .

In Kenia, Ostafrika, wurde es experimentell als organischer Dünger verwendet, obwohl der hohe alkalische pH-Wert des Düngers umstritten ist.

Andere Verwendungen

An verschiedenen Orten der Welt wird die Anlage von Unternehmen, die von NGOs und Unternehmern gegründet wurden, zur Herstellung von Möbeln, Handtaschen, Körben, Seilen und Haushaltswaren/Innenausstattungsprodukten (Lampenschirme, Bilderrahmen) verwendet.

Gewebte Produkte

Der amerikanisch-nigerianische Achenyo Idachaba hat einen Preis dafür gewonnen, dass er zeigt, wie diese Pflanze als gewebtes Produkt in Nigeria gewinnbringend genutzt werden kann.

Papier

Eine Studie ergab zwar, dass Wasserhyazinthen nur sehr begrenzt für die Papierherstellung geeignet sind, sie werden jedoch in geringem Umfang für die Papierherstellung verwendet. Goswami wies in seinem Artikel darauf hin, dass Wasserhyazinthe das Potenzial hat, zähes und starkes Papier herzustellen. Er fand heraus, dass die Zugabe von Wasserhyazinthenzellstoff zum Rohstoff Bambuszellstoff für Antifettpapier die physikalische Festigkeit von Papier erhöhen kann.

Genießbarkeit

Die Pflanze wird als verwendet Carotin -reichen Tabelle Gemüse in Taiwan . Javaner kochen und essen manchmal die grünen Teile und den Blütenstand. Vietnamesen kochen die Pflanze auch und fügen manchmal ihre jungen Blätter und Blüten zu ihren Salaten hinzu.

Medizinische Verwendung

In Kedah (Malaysia) werden die Blüten zur medizinischen Behandlung der Pferdehaut verwendet. Die Art ist ein "Tonikum".

Potenzial als bioherbizides Mittel

Es wurde gezeigt, dass Wasserhyazinthen-Blattextrakt Phytotoxizität gegenüber einem anderen invasiven Unkraut, Mimosa pigra, aufweist . Der Extrakt hemmte die Keimung von Mimosa pigra- Samen und unterdrückte das Wurzelwachstum der Sämlinge. Biochemische Daten legten nahe, dass die hemmenden Wirkungen durch eine verstärkte Wasserstoffperoxidproduktion , eine Hemmung der löslichen Peroxidaseaktivität und eine Stimulation der zellwandgebundenen Peroxidaseaktivität in den Wurzelgeweben von Mimosa pigra vermittelt werden können .

Galerie

Erläuternder Vermerk

Verweise

Literaturverzeichnis

Externe Links