凤眼莲（Eichhornia crassipes），俗称水葫芦（Water hyacinth），是亚马逊流域原生的水生植物，通常是其原生范围以外的高度成问题的入侵物种。
水葫芦是一种原产于南美洲的Pontederiacea家庭的单子叶植物。它们是热带地区的河流，运河和湖泊的水生植物。据信，水葫芦来自亚马逊盆地以及巴西西部潘塔纳尔地区的大型湖泊和沼泽。
描述
水葫芦是一种自由漂浮的多年生水生植物（或水生植物），原产于热带和亚热带南美洲。宽阔，厚实，有光泽的卵形叶子，水葫芦可能会高出水面1米高。叶子在茎上有10-20厘米的宽度，在水面上方的基部通过浮力球状结节漂浮。它们有长而蓬松的球茎状茎。羽毛状，自由垂悬的根是紫黑色。直立的茎秆支撑着8-15个显着吸引人的花朵，大多数是薰衣草到粉红色，有六个花瓣。不盛开时，水葫芦可能被误认为青蛙（Limnobium spongia）或亚马逊蛙（Limnobium laevigatum）。
水葫芦是已知发展最快的植物之一，主要通过增生物或匍匐茎繁殖，最终形成子代植物。每株植物每年还可以生产数千种种子，这些种子可以存活超过28年。在东南亚的一些地方，发现一些水葫芦每天生长2至5米。常见的水葫芦（Eichhornia crassipes）是生长旺盛的种植者，垫子在两周内可以增加一倍。
在它们的原生范围内，这些花被长舌蜜蜂授粉，它们可以在性和克隆方面繁殖。风信子的侵入性与其克隆自身的能力有关，大片可能都是同一遗传形式的一部分。
水葫芦有三种花变形，被称为“tristylous”。花的形态以雌蕊的长度命名：长，中，短。然而，由于创始人在分发期间的事件，短变形被限制在原生范围内。
栖息地和生态
其栖息地范围从热带沙漠到亚热带或暖温带沙漠到雨林区。水葫芦的温度耐受性如下;其最低生长温度为12°C（54°F）;其最佳生长温度为25-30°C（77-86°F）;其最高生长温度为33-35°C（91-95°F），其pH耐受性估计为5.0-7.5。叶子被霜冻杀死，植物不能忍受> 34°C（93°F）的水温。水葫芦不会在平均盐度大于海水的15％的地方生长。在微咸水中，它的叶子显示出上部和萎黄，并最终死亡。被收获的水葫芦筏漂浮在海水中被杀死。
固氮细菌固氮菌（Azotobacter chroococcum）可能集中在叶柄的基部周围。但除非植物遭受极端氮缺乏，否则细菌不能固氮。
新鲜植物含有刺状晶体。据报道，该植物含有HCN，生物碱和三萜类化合物，并可能诱发瘙痒。喷洒2,4-D的植物可能在污染环境中积累致命剂量的硝酸盐和其他有害元素。再看下来。
入侵物种
水葫芦已在北美，欧洲，亚洲，澳大利亚，非洲和新西兰广泛引入。在许多地区，它已成为一种重要且有害的入侵物种。在新西兰，它被列入国家有害植物协定，以防止其繁殖，分发或出售。在路易斯安那州，印度的喀拉拉邦落后地区，柬埔寨的TonléSap和维多利亚湖等大型水域，它已成为一种严重的害虫。在20世纪80年代引入该地区后，普通水葫芦已成为非洲维多利亚湖上的一种入侵植物。
如果不加以控制，水葫芦将完全覆盖湖泊和池塘;这会极大地影响水流，阻挡阳光到达经常死亡的本土水生植物。衰变过程消耗水中的溶解氧，经常杀死鱼（或乌龟）。这些植物也是蚊子的主要栖息地，蚊子是疾病的典型载体，也是一种已知寄生扁虫的蜗牛，它会导致血吸虫病（蜗牛热）。直接归咎于巴布亚新几内亚饥饿的自给农民，水葫芦仍然是没有有效控制计划的主要问题。如果不加控制，水葫芦在人造池塘中经常会出现问题，但也可以为金鱼提供食物来源，保持水的清洁并有助于提供氧气。
水葫芦经常侵入已经受到人类活动影响的水体。例如，植物可以使人工水库或接收大量营养物的富营养湖泊中的自然生命周期失去平衡。
由于E. crassipes侵入性，已经释放了几种生物控制剂来控制它，包括两种象鼻虫（鞘翅目：象甲科），Neochetina bruchi Hustache和Neochetina eichhorniae Warner，以及蛾Niphograpta albiguttalis（Warren）（鳞翅目：螟蛾科）。 Neochetina eichhorniae导致“水葫芦生产大幅减少”（在路易斯安那州）;它降低了植物的高度，重量，根长，并使植物产生更少的子代植物。 N. eichhorniae于1972年从阿根廷引入佛罗里达州。一种半水生蚱蜢Cornops aquaticum正在南非进行调查，作为一种额外的控制剂。
美国
水葫芦于1884年在新奥尔良的世界博览会上推出，也被称为世界棉花百年纪念。这些植物是由一群来访的日本人赠送的礼物。不久之后，水葫芦窒息河流，杀死鱼并停止在路易斯安那州运输，估计50公斤/平方米扼杀了佛罗里达州的水道。有许多人试图根除这一物种，其中包括美国战争部门为许多花卉浇油，但都没有。 1910年，新食品协会提出了一个大胆的解决方案。他们的计划是从非洲进口和释放河马到路易斯安那州的河流和海湾。然后，河马会吃水葫芦，并生产肉类，以解决当时美国肉类危机的另一个严重问题。
被称为美国河马法案的路易斯安那州议员Robert Broussard介绍了H.R.23621，并由美国众议院农业委员会辩论。新食品协会的主要合作者和布鲁萨德法案的支持者是着名的美国童子军弗雷德里克·拉塞尔·伯纳姆少校和南非童子军弗里茨·杜克斯纳上尉，他后来成为德国臭名昭着的间谍。在农业委员会面前，伯纳姆指出，美国人吃的动物，鸡，猪，牛，羊，羊羔都不是美国本土的，几百年前都是欧洲定居者进口的，所以美国人为什么要犹豫不决呢？将河马和其他大型动物引入美国饮食？ Duquesne在南非出生并长大，他进一步指出，该大陆上的欧洲定居者通常在他们的饮食中包括河马，鸵鸟，羚羊和其他非洲野生动物，并且没有受到任何不良影响。美国河马法案几乎通过，但一票空头。
非洲
该工厂由比利时殖民者引入卢旺达，以美化其所有权。然后它通过自然方式进入1988年首次出现的维多利亚湖。在没有任何天敌的情况下，它已成为生态瘟疫，窒息湖泊，减少鱼类水库，并伤害当地经济。它阻碍了进入基苏木和其他港口。
水葫芦也出现在埃塞俄比亚，1965年在科卡水库和阿瓦什河首次报道，埃塞俄比亚电力和电力管理局设法将其置于温和控制之下，人工费用相当高。埃塞俄比亚的其他虫害包括Gambela地区的许多水体，从塔纳湖进入苏丹的Blue Nile，以及Alem Tena附近的Lake Ellen。
水葫芦也出现在马拉维Liwonde国家公园的Shire河上。
水葫芦在埃及时代的穆罕默德·阿里入侵埃及。
亚洲
水葫芦也侵入了柬埔寨的TonléSap湖。柬埔寨的一个Osmose项目试图通过让当地人从中掏出篮子来打击它。它是在印度的孟加拉引入的，因为它有美丽的花朵和叶子的形状，但结果是一种入侵的杂草从水体中排出氧气并导致许多鱼死亡。鱼是孟加拉的补充食物，由于凤眼莲引起的孟加拉鱼类稀缺，水葫芦也被称为“孟加拉恐怖”。
欧洲
2016年8月，欧盟禁止在欧盟销售水葫芦。
危害
没有捕食者，漂浮的植物大量繁殖并扩散非洲的所有内陆水域：水葫芦毯在短短两周内使其表面翻倍。由于缺乏光线，水生植物在凤眼莲（Eichhornia crassipes）下死亡，因此鱼死亡。此外，厚厚的漂浮植物地毯阻碍了运输和钓鱼。鳄鱼在植物中发现保护并成为对人类的危险。此外，植物从水中提取氧气，结果水的酸度增加，而在河流中，流速降低。这导致污泥沉积。
作为尼日利亚机器的对策，使用的是破坏Schwimmpflanzen地毯。在其他地区使用了除草剂，这也摧毁了所有其他物种并造成更大的破坏。在苏丹，象鼻虫（Neochetina eichhorniae和N. bruchi）首先暴露于食用水葫芦。在贝宁，使用这些甲虫将在未来几年节省约2.6亿美元，因为根据初步信息，该项目正在顺利进行。甲虫可能的负面影响目前尚不清楚。
长梗水葫芦已被列入2016年欧盟的“不需要物种清单”。
对生态系统的影响
水葫芦已成为热带地区淡水水体，河流和湖泊最重要的瘟疫之一。在引入它的地区，它威胁着生物多样性。很少有植物能够抵抗E. crassipes的快速生长。后者最终通过形成致密的单特定垫子来抑制本地物种，该垫子阻挡了下层的光线。
水葫芦不仅威胁到植物的生物多样性，也威胁到野生动植物的生物多样性。事实上，一些湿地鸟类专家可能会受到该物种存在的不利影响。
随着E. crassipes产生的大量生物质衰变，大量营养物质释放到水中，导致培养基富营养化。如果它将多余的硝酸盐从水中泵出，它会阻挡紫外线，自然对水进行消毒。
对人口的影响
根据具体情况，水葫芦对人类活动的影响在性质和重要性方面各不相同。例如，维多利亚湖为周围的居民提供了许多服务。在一项关于Winam湾居民的案例研究中，与维多利亚湖相连并被E. crassipes入侵，受访的当地人报告了几个问题。由入侵植物形成的地毯使其难以乘船旅行，但捕鱼是该地区的主要经济活动之一。此外，供水点被工厂堵塞，这对作物灌溉和废水处理造成了巨大影响。雅鲁藏布江的印度部分也报告了类似的问题。
如果E. crassipes窒息原生植被，它会创造有利于某些疾病媒介繁殖的条件，从而可能影响人类的健康。例如，Minakawa等。 （2008）表明，疟疾按蚊的蚊媒可以从维多利亚湖上的水葫芦地毯所产生的栖息地中获益。
控制
针对水葫芦感染的三种常用控制方法是物理，化学和生物控制。尽管生物控制是植物原生环境中的最佳解决方案，但每种方法都有优点和缺点。最佳控制取决于每个受影响地点的具体情况，例如水葫芦侵扰的程度，区域气候以及与人类和野生动物的接近程度。
化学控制
由于水葫芦对环境和人类健康的长期影响，化学防治在水葫芦的三个控制中使用最少。除草剂的使用需要得到熟练技术人员的政府保护机构的严格批准，以处理和喷洒受影响的区域。化学除草剂的使用仅用于水葫芦严重渗透的情况。然而，最成功地使用除草剂是因为它用于较小的水葫芦感染区域。这是因为在较大的区域，更多的水葫芦垫可能在除草剂中存活并且可以破碎以进一步繁殖大面积的水葫芦垫。此外，它比机械控制更具成本效益且更省力。然而，它可能会导致环境影响，因为它可以渗透到地下水系统中，不仅会影响生态系统内的水文循环，还会对当地水系统和人类健康产生负面影响。还值得注意的是，除草剂的使用并不是对水葫芦的严格选择;关键物种和微生物等重要生物可以从毒素中消亡，并可以破坏脆弱的食物网。
水葫芦的化学调节可以使用常见的除草剂如2,4-D，草甘膦和敌草快来完成。除草剂喷洒在水葫芦叶上，直接改变植物的生理。使用称为2,4-D的除草剂通过抑制新组织的细胞生长和细胞凋亡导致水葫芦死亡。可能需要将近两周的时间才能将水葫芦的垫子用2,4-D摧毁。每年在路易斯安那州处理75,000至150,000英亩（30,000和61,000公顷）的水葫芦和鳄鱼草。
被称为敌草快的除草剂是一种液体溴化物盐，可迅速渗透水葫芦的叶子，导致植物细胞和细胞过程立即失活。对于除草剂草甘膦，其毒性低于其他除草剂;因此，水葫芦垫需要更长的时间才能被破坏（大约三周）。症状包括植物的稳定萎and和植物叶片的黄色变色，最终导致植物腐烂。
物理控制
物理控制由陆基机器（例如铲斗起重机，吊斗铲或吊杆）或水基机械（例如水草除草机，挖泥机或植物粉碎机）执行。机械去除被认为是植物增殖的最佳短期解决方案。非洲维多利亚湖上的一个项目使用各种设备在12个月内砍伐，收集和处理1500公顷（3700英亩）的水葫芦。然而，这是昂贵的，并且需要使用陆地和水上车辆，但是湖泊需要很多年才能变得状况不佳并且填海工程将是一个持续的过程。
它的年成本可能在600万美元到2000万美元之间，仅被认为是解决长期问题的短期解决方案。机械收割的另一个缺点是，当植物通过植物收获机械的旋转切割器破碎时，它会导致水葫芦的进一步碎裂。留在水中的水葫芦碎片很容易无性繁殖并引起另一次侵染。
然而，收获的水葫芦的运输和处理是一个挑战，因为植被重量很重。由于植物吸收污染物的倾向，收获的水葫芦可能对人类造成健康风险，并且被认为对人类有毒。此外，机械收获的做法在水葫芦的大规模侵袭中无效，因为这种水生入侵物种的生长速度远远超过它可以消除的速度。由于环境中有大量的水葫芦，每天只能机械收割一到两英亩（1/2至1公顷）的水葫芦。因此，该过程非常耗时。
生物控制
由于化学和机械去除通常过于昂贵，污染和无效，研究人员已转向生物控制剂来处理水葫芦。这项工作开始于20世纪70年代，当时美国农业部的研究人员发布了三种象鼻虫，这种象鼻虫已知以水葫芦为食，以美国为主，Neochetina bruchi，N。eichhorniae和水葫芦螟Sameodes albiguttalis。象鼻虫物种被引入墨西哥湾沿岸各州，如路易斯安那州，德克萨斯州和佛罗里达州，那里有数千英亩的水葫芦。据发现，在20世纪80年代的十年后，水葫芦垫减少了多达33％。然而，由于象鼻虫的生命周期为90天，因此限制了生物捕食的使用以有效抑制水葫芦的生长。这些生物通过限制水葫芦的大小，其营养繁殖和种子生产来调节水葫芦。它们还携带可能对水葫芦有病态的微生物。这些象鼻虫吃干茎组织，导致植物的浮力下降，最终会下沉。虽然只取得了有限的成功，但是象鼻虫已经在其他20多个国家发布。然而，最有效的控制方法仍然是控制营养过剩和预防该物种的传播。
2010年5月，美国农业部农业研究局发布了Megamelus scutellaris作为侵入性水葫芦物种的另一种生物防治昆虫。 Megamelus scutellaris是一种原产于阿根廷的小型飞虱昆虫。自2006年以来，研究人员一直在研究生物控制剂在广泛的宿主范围研究中的作用，并得出结论，该昆虫具有高度宿主特异性，不会对目标水葫芦以外的任何其他植物种群构成威胁。研究人员还希望，这种生物控制将比现有的生物控制和已经到位的除草剂更具弹性，以对抗入侵的水葫芦。
另一种被认为是生物防治剂的昆虫是半水生蚱蜢Cornops aquaticum。这种昆虫特定于水葫芦及其家族，除了以植物为食之外，还引入了次生病原侵染。这种蚱蜢已经在对照试验中引入南非。
用途
植物去污
我们在植物修复中使用了凤眼莲（Eichhornia crassipes），因为它具有超积累能力，能够提取污泥中的某些营养物质和重金属，在沉淀池中进行废水处理。
在贝宁，一家初创公司将水葫芦变成去污染纤维，以吸收漏油现象。
肥料
在肯尼亚，水葫芦已被实验用作有机肥料，但由于pH值高碱性（值> 9）对土壤的影响存在争议。
动物饲料
在动物饲料中也经历了花和整株植物的使用（特别是对于家禽，兔子，猪和罗非鱼）。如果它不超过总膳食的25％并且之前将植物干燥制成面粉，因为新鲜植物的消化率非常低，并且实际上减肥动物16，这可能是有趣的。该部门的主要兴趣是为了提供一种廉价的饮食和风信子的出口，这些风信子在过于侵入的地区收获，但只有在没有重金属积累的地区才有可能。
在中国，这种植物在重大短缺期间被广泛用于饲养20世纪50年代至70年代的牲畜。它也被用作肥料。自20世纪80年代末以来，这些用途已被废弃。它现在唯一的目的是喂养鸭子并有助于净化被污染的水。
工艺材料
今天，水葫芦被用作缅甸，泰国，越南和尼日利亚家具制造的主要材料。
生物能源
由于其极高的发育速度，Eichhornia crassipes是生物质的极好来源。因此，一公顷（2.5英亩）的常规作物产生超过70,000立方米/公顷（1,000,000立方英尺/英亩）的沼气（70％CH4,30％CO2）。根据Curtis和Duke的说法，1公斤（2.2磅）的干物质可以产生370升（13立方英尺）的沼气，与纯甲烷（895 Btu）相比，热值为22,000 kJ / m3（590 Btu / cu ft） /立方英尺）
Wolverton和McDonald报告大约0.2 m3 / kg（3立方英尺/磅）甲烷，表明生物量需求为350吨/公顷（160短吨/英亩），以达到70,000立方米/公顷（1,000,000立方英尺/英亩）的产量。美国国家科学院（华盛顿）。 Ueki和Kobayashi每年提到超过200吨/公顷（90短吨/英亩）。 Reddy和Tucker发现每天每公顷（1/4短吨/英亩）的实验最大值超过1/2吨。
孟加拉农民在寒冷季节开始时收集并堆积这些植物以使其干燥;然后他们用干水风信子作为燃料。灰烬用作肥料。在印度，一吨（1.1短吨）干水葫芦产生约50升乙醇和200千克残留纤维（7,700 Btu）。一吨（1.1短吨）的细菌发酵产生26,500立方英尺的气体（600 Btu），其中51.6％的甲烷（CH 4），25.4％的氢气（H 2），22.1％的二氧化碳（CO 2）和1.2％的氧气（O 2）。在高温（800°C或1,500°F）下通过空气和蒸汽气化1吨（1.1短吨）干物质，得到约40,000立方英尺（1,100立方米）天然气（143 Btu / ft3），含有16.6％H2，4.8％ CH4,21.7％CO（一氧化碳），4.1％CO2和52.8％N2（氮）。水葫芦的高水分含量，增加了处理成本，往往限制商业投资。可以设计连续的液压生产系统，与传统农业相比，这将提供更好的资本投资利用，传统农业基本上是批量操作。
通过将收集地点和处理器放置在利用盛行风的蓄水池上，可以大大减少收获水葫芦所涉及的劳动。废水处理系统也可以有利地添加到该操作中。然后将收获的生物质转化为乙醇，生物气，氢气，气态氮和/或肥料。副产品水可用于灌溉附近的农田。
植物修复，废水处理
凤眼莲的根源自然吸收污染物，包括铅，汞和锶-90，以及一些被认为具有致癌性的有机化合物，其浓度是周围水体的10,000倍。可以种植水葫芦用于废水处理（尤其是乳品废水）。
据报道，水葫芦的效率是从水中去除约60-80％的氮和约69％的钾。发现水葫芦的根部可以去除天然浅层富营养化湿地中的颗粒物和氮。
可食性
该植物在台湾被用作富含胡萝卜素的蔬菜。爪哇人有时会烹饪和吃绿色部分和花序。
药用
在吉打（马来西亚），这些花用于治疗马的皮肤。该物种是“滋补品”。
作为生物除草剂的潜力
水葫芦叶提取物已显示出对另一种侵入性杂草含羞草的植物毒性。除了抑制幼苗的根生长外，该提取物还抑制了含羞草种子的萌发。生化数据表明，抑制作用可能是通过增强过氧化氢的产生，抑制可溶性过氧化物酶活性和刺激含羞草根的组织中细胞壁结合的过氧化物酶活性来实现的。
其他用途
在东非，来自维多利亚湖的水葫芦用于制作家具，手提包和绳索。该植物还用作动物饲料和有机肥，尽管肥料的高碱性pH值引起争议。虽然一项研究发现水葫芦的纸张生产用途非常有限，但它们仍被用于小规模的纸张生产。
美国 – 尼日利亚人Achenyo Idachaba因展示该工厂如何在尼日利亚获利而获奖。
在水葫芦具有侵入性，过剩且需要清除的地方，这些特性使其可以自由收获，这使得它非常适合作为有机农业中堆肥的有机物来源，只要堆肥即可方法正确处理它。作为一种水生植物，它需要大部分与靠近海岸堆肥的海藻相同的堆肥原理。
在孟加拉国，西南地区的农民在干燥的水葫芦上种植蔬菜。由于大部分可耕地在这个低洼地区的季风期间被水淹没数月，农民已经将这种方法发展了数十年。这种农业的方法被称为’Dhape chash’。
效益
尽管如此，（控制）种植水葫芦也有积极的方面：这些植物具有其生活用水的有用特性，它含有毒素来清洁（植物修复）。正在努力在孟加拉国使用这种植物来净化砷饮用水：根据世界卫生组织的统计，2005年有7700万孟加拉国人受到砷中毒的威胁，因为饮用水污染了300到400 ppb的砷。实验证明，厚茎水葫芦可有效去除饮用水中的砷。纤维在纸的生产中受到限制。干柳条家具也是由它们制成的。作为最自由漂浮的植物，该物种也被用作水族植物。