ポンテデリア・クラッシペス

ホテイアオイは、エジプトのムハンマド・アリーの時代にあたる18世紀後半から19世紀初頭にエジプトに持ち込まれた可能性があるが、1879年まで侵略的外来種として認識されていなかった。 ^{[ 74 ] [ 75 ]}ブリジ・ゴパールは、エジプトへの侵入は1879年から1892年の間であったとしている。^{[ 76 ] [ 77 ]}

この植物（アフリカーンス語: waterhiasint ^{[ 78 ]}）は、おそらく1910年に南アフリカに侵入したと考えられているが、それ以前の日付が主張されている。^{[ 80 ] [ 81 ] [ 82 ] [ 85 ] [ g ]ホテイアオイによって広範囲に脅かされ}ている水域は、北西州のブリッツ近郊のハルテビースポートダムである。

この植物はベルギーの植民者によって、彼らの領地を美しくするためにルワンダに持ち込まれた。その後、自然な方法でビクトリア湖に広がり、1988年に初めてそこで目撃された。^{[ 87 ]}そこでは天敵がいないため、生態系の災厄となり、湖を窒息させ、魚の生息地を減少させ、地元の経済に打撃を与えている。キスムや他の港へのアクセスを妨げている。

ホテイアオイはエチオピアにも出現しており、1965年にコカ貯水池とアワッシュ川で初めて報告された。エチオピア電力公社は、相当な人的労力を費やして、ある程度抑制することに成功した。エチオピアにおけるその他の侵入箇所には、ガンベラ地方の多くの水域、タナ湖からスーダンに至る青ナイル川、アレン・テナ近郊のエレン湖などがある。^{[ 88 ]} 2018年までに、エチオピアのタナ湖では深刻な問題となっている。

ホテイアオイは、マラウイのリウォンデ国立公園を流れるシャイア川にも生息している。

ホテイアオイは、観賞用の花や葉の形のためにベンガルに持ち込まれたが、侵略的な雑草となり、水域から酸素を奪い、魚の資源を壊滅させた。^{[ 89 ]}ホテイアオイはベンガルでは「（美しい）青い悪魔」、インドの他の地域では「ベンガルの恐怖」と呼ばれ、第一次世界大戦勃発時にドイツ皇帝の潜水艦任務^{[ 90 ]}が持ち込んだと信じられていたため、バングラデシュでは「ドイツの雑草」（ベンガル語： Germani pana）と呼ばれた。ベンガルの河川の航行に影響を与えていたホテイアオイを根絶するために、組織的な努力がなされた。1936年のベンガル・ホテイアオイ法は、この植物の栽培を禁止した。1947年までに問題は解決され、河川の航行は回復したが、湿地にはまだこの植物が存在している。^{[ 91 ] [ 92 ]}スリランカでは、ホテイアオイは「日本の厄介者」と呼ばれていました。イギリスが日本の航空機を不安定な着陸パッドに誘い込むために植えたという噂があったためです。^{[ 93 ] [ 94 ]}

一般的には、この植物は園芸目的で1884年に日本に伝来したとされているが、^{[ 95 ] [ 96 ]}この植物の研究に専念している研究者は、浮世絵師の歌川国貞（または歌川豊国三世、1865年没）が、1855年に水ヒヤシンス、金魚、美人を描いた木版画を制作していたことを発見した。^{[ 97 ]この植物は、水を入れた（ガラス製の）金魚鉢[ 98 ]}や釉薬をかけた陶器の睡蓮鉢（代用として火鉢も用いられる）の水面に浮かべられる。^{[ 99 ]}

1930年代、ホテイアオイは飼料、観賞植物、下水処理植物として中国に導入され、南部では家畜飼料として広く栽培されるようになった。1980年代に入ると、中国内陸部の急速な発展に伴い、内陸水域の富栄養化が深刻化した。ホテイアオイは、その効率的な無性生殖と環境適応能力によって、河川流域に広く分布するようになった。ホテイアオイは河川を塞ぎ、水上交通を阻害している。例えば、浙江省をはじめとする多くの省では、急速に繁殖するホテイアオイによって多くの水路が塞がれている。さらに、水面に浮かぶ大量のホテイアオイは日光を遮り、その腐敗によって水中の溶存酸素が消費され、水質汚染を引き起こし、他の水生植物を枯死させる可能性もある。^{[ 100 ]}ホテイアオイの大発生は、地域の生態系の生物多様性に深刻な影響を与え、地域住民の生産、生活、健康を脅かしている。^{[ 101 ]}

2016年、欧州連合はEU域内でのホテイアオイの販売を禁止した。^{[ 102 ]}この種は、EUが懸念する侵略的外来種リストに掲載されている。^{[ 103 ]}これは、販売だけでなく、輸入、栽培、または環境への意図的な放出も欧州連合全体で禁止されていることを意味する。^{[ 104 ]}

パプアニューギニアでは、ホテイアオイが他の水生生物への日光を遮り、マラリアを媒介する蚊の生息地を作り、水路を詰まらせて船が通れないようにし、調理、洗濯、飲料などの用途に適した水質を低下させています。食料や医療を受けるために移動できなくなったり、汚染された水や蚊による病気のために収入を失ったり、死亡したりする人もいます。^{[ 105 ]}

化学的防除は、環境や人間の健康への長期的な影響のため、ホテイアオイの3つの防除方法の中で最も使用頻度が低い。除草剤の使用には、政府の保護機関からの厳格な承認と、影響を受けた地域での取り扱いと散布を行う熟練した技術者が必要である。化学除草剤の使用は、ホテイアオイの深刻な侵入の場合にのみ使用される。^{[ 107 ]}しかし、除草剤の使用が最も成功するのは、侵入面積が小さい場合である。面積が大きいと、より多くのホテイアオイのマットが除草剤を生き残り、断片化してさらに広範囲のホテイアオイのマットを増殖させる可能性があるからである。さらに、機械的防除よりも費用対効果が高く、労力も少ないが、地下水系に浸透し、生態系内の水循環に影響を与えるだけでなく、地域の水系や人間の健康にも悪影響を与える可能性があるため、環境への影響につながる可能性がある。また、除草剤の使用はホテイアオイだけを厳密に選択するものではなく、キーストーン種や微細藻類などの重要な生物が毒素によって死滅し、脆弱な食物連鎖を破壊する可能性があることも注目すべき点である。^{[ 106 ]}

ホテイアオイの化学的防除は、2,4-D、グリホサート、ジクワットなどの一般的な除草剤を使用して行うことができます。除草剤はホテイアオイの葉に散布され、植物の生理に直接的な変化をもたらします。^{[ 108 ]} 2,4-Dとして知られる除草剤の使用は、新しい組織の細胞成長の阻害と細胞のアポトーシスによってホテイアオイを死に至らしめます。^{[ 109 ]} 2,4-Dでホテイアオイのマットを枯らすには、ほぼ2週間かかる場合があります。ルイジアナ州では、毎年75,000～150,000エーカー（30,000～61,000ヘクタール）のホテイアオイとアリゲーターウィードが処理されています。^{[ 110 ]} 

ジクワットとして知られる除草剤は、液体臭化物塩であり、ホテイアオイの葉に急速に浸透し、植物細胞と細胞プロセスを即座に不活性化します。除草剤グリホサートは他の除草剤よりも毒性が低いため、ホテイアオイのマットを破壊するのに時間がかかります（約3週間）。症状としては、植物の持続的な萎凋と植物の葉の黄変があり、最終的には植物の腐敗につながります。^{[ 107 ]}

物理的な駆除は、バケットクレーン、ドラグライン、ブームなどの陸上機械、または水草刈り取り機、浚渫機、植生粉砕機などの水上機械によって行われる。機械による除去は、この植物の繁殖に対する最良の短期的な解決策と考えられている。

植物収穫機械の回転するカッターは、無性生殖で繁殖するホテイアオイの断片を残します。^{[ 108 ]}

収穫されたホテイアオイは、汚染物質を吸収する性質があるため、人間の健康にリスクをもたらす可能性があり、^{[ 111 ]}人間にとって有毒であると考えられています。^{[ 112 ]}

化学的および機械的な除去は費用がかかりすぎ、環境汚染を引き起こし、効果も低いことが多いため、研究者たちはホテイアオイ対策として生物的防除剤に目を向けた。この取り組みは1970年代に始まり、米国農務省の研究者たちがホテイアオイを餌とするゾウムシ3種、 Neochetina bruchi、N. eichhorniae、およびホテイアオイ穿孔虫Sameodes albiguttalisを米国に放った。これらのゾウムシは、ホテイアオイが数千エーカーにわたって蔓延していたルイジアナ州、テキサス州、フロリダ州などのメキシコ湾岸諸州に導入された。10年後、ホテイアオイのマットが最大33%減少したことが確認されたが、ゾウムシのライフサイクルは90日であるため、生物捕食を利用してホテイアオイの成長を効率的に抑制するには限界がある。^{[ 110 ]}これらの生物は、ホテイアオイの大きさ、栄養繁殖、種子生産を制限することによって、ホテイアオイを調節します。また、ホテイアオイに病原性を持つ可能性のある微生物を運びます。これらのゾウムシは茎組織を食べるため、植物の浮力が失われ、最終的に沈みます。^{[ 108 ]}部分的な成功しか収めていないものの、その後、ゾウムシは他の多くの国に放たれました。^{[ 105 ] [ 114 ]}しかし、最も効果的な制御方法は、過剰な栄養分を制御し、この種の拡散を防ぐことです。

2010 年 5 月、米国農務省農業研究局は、侵入性ホテイアオイの生物的防除昆虫としてMegamelus scutellaris をリリースしました。M . scutellarisはアルゼンチン原産の小型ウンカです。研究者は 2006 年以来、広範な宿主範囲研究でこの生物的防除剤の効果を研究しており、この昆虫は宿主特異性が非常に高く、標的のホテイアオイ以外の植物群に脅威を与えることはないという結論に至りました。研究者はまた、この生物的防除が、侵入性ホテイアオイ対策として既に実施されている既存の生物的防除や除草剤よりも耐性があることを期待しています。^{[ 113 ]}生物的防除剤として検討されているもう 1 つの昆虫は、半水生バッタCornops aquaticumです。この昆虫はホテイアオイとその科に特有で、植物を摂食するだけでなく、二次的な病原菌の蔓延を引き起こします。このバッタは、管理された試験で南アフリカに導入された。 ^{[ 115 ]}

ローズ大学生物防除センターは、南アフリカのダム（ハルトビースポートダムを含む）での生物防除のために、 M. scutellarisとホテイアオイゾウムシN. eichhorniaeおよびN. bruchi を大量に飼育している。^{[ 116 ] [ 117 ]}蛾Niphograpta albiguttalis (Warren) (鱗翅目: メイガ科) は、北アメリカ、アフリカ、オーストラリアに導入されている。この蛾の幼虫は、ホテイアオイの茎や花芽に穴を掘る。^{[ 118 ]}

ポンテデリア・クラシペスは成長速度が速いため、バイオマスの優れた供給源となります。1ヘクタール（2.5エーカー）の生育面積から、 70,000 m³ ^/ ha（1,000,000 ^ft³ /エーカー）以上のバイオガス（70%がCH₄ ）が生成されます。  _4、30 %CO₂ ). ^{[ 119 ]}カーティスとデュークによると、1kg (2.2lb)の乾燥物質から370 リットル (13ft³)のバイオガスが得られ、その発熱量はBtu/ft³)と比較して22,000kJ/m³(590³)^{になります[ 120 ]}     

ウォルバートンとマクドナルドは、約0.2 m ³ /kg (3 ft ³ /lb) のメタン^{[ h ]}を報告しており、これは米国科学アカデミー (ワシントン) が予測する70,000 m ³ /ha (1,000,000 ft ³ /acre)の収量を達成するには350 t/ha (160ショートトン/エーカー)のバイオマスが必要であることを示しています。^{[ 122 ]}ウエキとコバヤシは、年間200 t/ha (90ショートトン/エーカー)以上について言及しています。 ^{[ 123 ]}レディとタッカーは、1 日あたり1/2トン/ヘクタール ( 1/4ショートトン/エーカー)を超える実験的最大値を発見しました。^{[ 124 ]}         

ベンガル地方の農民は、寒くなる季節の初めにこれらの植物を集めて積み上げ、乾燥させます。そして、乾燥させたホテイアオイを燃料として使用します。灰は肥料として利用されます。インドでは、1トン（1.1ショートトン）の乾燥ホテイアオイから、約50リットルのエタノールと200kgの残渣繊維（7,700 Btu）が得られます。1トン（1.1ショートトン）の細菌発酵では、51.6%のメタン（CH₄ ）を含む26,500立方フィート（600 Btu）のガス^が 生成されます。 ₄ )、水素25.4%（H₂ ) 22.1%二酸化炭素(CO₂ )、および1.2%の酸素(O)₂ )1トン（1.1ショートトン）乾燥物質高温（800℃または1,500°F蒸気を約40,000立方フィート（1,100立方メートル）の天然ガス（143 Btu/ft³）が得られ^、その中に^16.6%^の水素が含まれる。    _2、4.8 %CH_4、21.7 %CO（一酸化炭素）、4.1%CO₂、および52.8%N₂ (窒素ホテイアオイの高い水分^{含有量は、取り扱いコストを増加させ、商業利用を制限する。 [ 122 ] [ 125 ]}連続水耕栽培システムは、従来のバッチ操作よりも効率的である。 ^{[ 16 ] [ 126 ]}

ホテイアオイの収穫に必要な労力は、卓越風を利用できる貯水池に収集場所と加工施設を設置することで軽減できる。収穫されたバイオマスは、エタノール、バイオガス、水素、気体窒素、および/または肥料に変換できる。^{[ 127 ]}副産物の水は、近隣の農地の灌漑に利用できる。^{[ 16 ]}

ホテイアオイは、バングラデシュの汚染された井戸水からヒ素を除去するために使用できる可能性がある。^{[ 128 ]}

ホテイアオイは廃水処理槽における硝化を促進することが観察されている。根圏には細菌群集が存在する。^{[ 29 ]}

ホテイアオイは、特にアフリカなどの発展途上国で一般的な飼料植物ですが、過剰摂取は有毒となる可能性があります。タンパク質（窒素）と微量ミネラルを豊富に含んでいます。

ホテイアオイは、窒素を約60～80％除去する効率が高いと報告されている。^{[ 129 ]}また、カリウムを約69％除去する。^{[ 130 ]} ホテイアオイの根は、自然の浅い富栄養化湿地で粒子状物質と窒素を除去することがわかった。^{[ 131 ] [ 132 ]}

この植物は、カドミウム、クロム、コバルト、ニッケル、鉛、水銀などの重金属に対する耐性と吸収能力が高く、産業廃水のバイオ浄化に適している可能性がある。^{[ 111 ] [ 133 ] [ 134 ] [ 135 ] [ 136 ] [ 137 ]}

ポンテデリア・クラシペスの根は、周囲の水中の1万倍の濃度で、発がん性があると考えられる有機化合物を自然に吸収します。 ^{[ 138 ]}ホテイアオイは、廃水処理（特に酪農廃水）のために栽培することができます。^{[ 16 ]}

ポンテデリア・クラシペスは重金属に加えて、シアン化物などの他の毒素も除去することができ、金採掘作業が行われた地域では環境的に有益である。^{[ 139 ]}

ホテイアオイはリン系殺虫剤であるエチオンを吸収して分解することができる。^{[ 140 ]}

ホテイアオイは有機肥料^{[ 141 ]}や動物飼料^{[ 141 ]} 、牛、羊、ガチョウ、豚、その他の家畜のサイレージとして利用されている^{[ 142 ]}。

インドのベンガル地方では、カチュリパナは主に肥料、堆肥、マルチとして、また二次的に家畜や魚の飼料として利用されてきた。^{[ 143 ]}バングラデシュでは、南西部の農民は、この低地地域ではモンスーン期に耕作地の大部分が数ヶ月間水没するため、竹で作った枠を土で覆った乾燥したホテイアオイの塊を敷いた「浮庭」で野菜を栽培している。この方法は、ダップチャシュやヴァソマンチャシュとも呼ばれている。^{[ 144 ]}

東アフリカのケニアでは、有機肥料として実験的に使用されているが、高いアルカリ性pH値に起因する論争がある。^{[ 145 ]}

世界各地で、NGOや起業家が立ち上げた企業によって、この植物は家具、ハンドバッグ、かご、ロープ、家庭用品/インテリア製品（ランプシェード、額縁）の製造に使用されている。^{[ 141 ] [ 69 ]}