capÍtulo macrofitas de interés en fitodepuración. · ble en el manejo de los humedales...

16
1. RELACIÓN DE MACROFITAS UTILIZADAS EN FITODEPURACIÓN El abanico de especies que se utilizan en fitode- puración es más bien reducido, y en general se restringe a especies típicamente helófitas debido a que los sistemas más extendidos son los de flujo superficial y flujo sub-superficial. En estos sistemas, las principales plantas utilizadas son emergentes o helófitas, como las eneas (Typha spp.) y el carrizo (Phragmites australis) e higrófi- tos como los juncos (Scirpus spp.). En sistemas estrictamente acuáticos de tratamiento de aguas se utilizan plantas flotantes de flotación libre, como son el jacinto de agua (Eichcornia crassi- pes) y las lentejas de agua (Lemna spp.). 2. Macrofitas emergentes 2.1. Typha spp. (Familia Typhaceae) 2.2.1. Descripción La familia de las Typhaceae está formada por un único género, el género Typha, de carac- terísticas morfológicas bastante homogéneas. Se trata de plantas acuáticas helófitas, esto es, plan- tas acuáticas con sistema radicular arraigado en el fango o fondo del humedal, y estructura vege- tativa que emerge por encima de la lámina de agua; por esa razón también se denominan macrofitas emergentes. Son plantas herbáceas perennes, erectas, de gran desarrollo, que pue- den alcanzar más de 3 m de altura. Las hojas de las eneas se disponen for- mando un denso grupo desde la parte basal de Fig. 1 la planta, ya que están envainadas unas con otras. La hoja consta de vaina –parte envolven- te– y lámina o limbo –porción plana y extendi- da de la hoja, emergente–. En función de la especie que se trate, también puede haber aurí- culas, que son como expansiones laterales de la parte superior de la vaina. La forma de la lámi- na de la hoja de las eneas es muy característica. Es acintada, es decir, extremadamente larga, entera y de bordes paralelos; su nerviación es paralela. Las hojas son planas pero gruesas y esponjosas; al seccionarlas transversalmente se observan numerosos canales aeríferos. Como ocurre en las gramíneas, tienen un meristemo basal, que hace que, si se cortan las hojas duran- te el período vegetativo –práctica recomenda- ble en el manejo de los humedales artificiales– su crecimiento no se interrumpa. 91 Macrofitas de interés en fitodepuración. CAPÍTULO7 María Dolores Curt Fernández de la Mora B Detalle de la base de las hojas de Typha latifolia. Obsérvese la presencia de aurículas, expansiones laterales de aspecto membranoso © M.D. Curt

Upload: lethuan

Post on 05-Oct-2018

220 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: CAPÍTULO Macrofitas de interés en fitodepuración. · ble en el manejo de los humedales artificiales– ... Manual de fitodepuración. Filtros de macrofitas en flotación Inflorescencias

1. RELACIÓN DE MACROFITASUTILIZADAS EN FITODEPURACIÓN

El abanico de especies que se utilizan en fitode-puración es más bien reducido, y en general serestringe a especies típicamente helófitas debidoa que los sistemas más extendidos son los deflujo superficial y flujo sub-superficial. En estossistemas, las principales plantas utilizadas sonemergentes o helófitas, como las eneas (Typhaspp.) y el carrizo (Phragmites australis) e higrófi-tos como los juncos (Scirpus spp.). En sistemasestrictamente acuáticos de tratamiento de aguasse utilizan plantas flotantes de flotación libre,como son el jacinto de agua (Eichcornia crassi-pes) y las lentejas de agua (Lemna spp.).

2. Macrofitas emergentes

2.1. Typha spp. (Familia Typhaceae)

2.2.1. Descripción

La familia de las Typhaceae está formadapor un único género, el género Typha, de carac-terísticas morfológicas bastante homogéneas. Setrata de plantas acuáticas helófitas, esto es, plan-tas acuáticas con sistema radicular arraigado enel fango o fondo del humedal, y estructura vege-tativa que emerge por encima de la lámina deagua; por esa razón también se denominanmacrofitas emergentes. Son plantas herbáceas

perennes, erectas, de gran desarrollo, que pue-den alcanzar más de 3 m de altura.

Las hojas de las eneas se disponen for-mando un denso grupo desde la parte basal de

Fig. 1

la planta, ya que están envainadas unas conotras. La hoja consta de vaina –parte envolven-te– y lámina o limbo –porción plana y extendi-da de la hoja, emergente–. En función de laespecie que se trate, también puede haber aurí-culas, que son como expansiones laterales de laparte superior de la vaina. La forma de la lámi-na de la hoja de las eneas es muy característica.Es acintada, es decir, extremadamente larga,entera y de bordes paralelos; su nerviación esparalela. Las hojas son planas pero gruesas yesponjosas; al seccionarlas transversalmente seobservan numerosos canales aeríferos. Comoocurre en las gramíneas, tienen un meristemobasal, que hace que, si se cortan las hojas duran-te el período vegetativo –práctica recomenda-ble en el manejo de los humedales artificiales–su crecimiento no se interrumpa.

91

Macrofitas de interés en fitodepuración.

CAPÍTULO7

María Dolores Curt Fernández de la Mora

B

Detalle de labase de lashojas de Typhalatifolia.Obsérvese lapresencia deaurículas,expansioneslaterales de aspectomembranoso© M.D. Curt

Page 2: CAPÍTULO Macrofitas de interés en fitodepuración. · ble en el manejo de los humedales artificiales– ... Manual de fitodepuración. Filtros de macrofitas en flotación Inflorescencias

Todas las eneas son plantas monoicas; esdecir, en un mismo especimen aparecen floresunisexuales femeninas y flores unisexuales mas-culinas. En las eneas las flores se agrupan densa-mente en inflorescencias unisexuales –botánica-mente son del tipo espiga compuesta– diferen-ciadas, que se sitúan muy próximas entre sí en elextremo del escapo floral; la inflorescencia mas-culina en la parte más apical del escapo floral, yla inflorescencia femenina por debajo de la mas-culina, pudiendo estar ambas inflorescenciasprácticamente seguidas una de la otra, o estarseparadas por un espacio axial de varios centí-metros. El conjunto de la inflorescencia femeni-na tiene una apariencia similar a un ‘puro’, por sugrosor y coloración marrón; bruscamente estáseguida por el conjunto diferenciado de la inflo-rescencia masculina, de forma cilíndrica, similar ala forma de la femenina, pero no así su grosor–más fino generalmente– y coloración –amari-llenta por el polen–; todo ello atravesado por unlargo eje erecto (tallo aéreo o escapo floral) degrosor fino, prácticamente constante en toda sulongitud.

Figura 7-2.

Las flores individuales, ya sean masculinas ofemeninas son muy pequeñas, nada vistosas, yestán muy reducidas. La femenina consta de unginóforo más o menos desarrollado, que sostie-ne un gineceo con forma de almendra larga-mente apuntada y está prolongado por un largo

estigma; el gineceo está formado por un únicocarpelo, que contiene un único rudimento semi-nal. Además, la flor femenina lleva en su base unconjunto de pelos sedosos y, dependiendo de laespecie que se trate, entre esos pelos se distin-gue fácilmente una escama estéril alargada, yaque su extremo está más o menos aplanado.Frecuentemente, en la misma inflorescenciafemenina, se desarrollan flores estériles, cuyaapariencia es similar a las flores femeninas –tam-bién hay presencia de pelos sedosos– pero laforma del gineceo estéril es diferente: el extre-mo está truncado, no apuntado, y su interiorestá hueco. La flor masculina, como la femenina,está también muy reducida; en este caso se limi-ta a un grupo de unos tres estambres soldadosirregularmente por los filamentos. Producemucha cantidad de polen. Finalmente, despuésde la fecundación, cada flor femenina dá origena un minúsculo fruto seco que contiene unaúnica semilla. La unidad de dispersión es el frutopropiamente dicho, sostenido por un pié más omenos largo y rodeado por pelos sedosos queayudan a la dispersión por el viento.

2.1.2. Especies de interés

En España el género Typha está representadopor únicamente tres especies: T. latifolia L., T.angustifolia L, y T. domingensis (Pers.) Steudel, queocasionalmente pueden hibridar entre sí. Elaspecto general de las tres especies indicadas, ysu hábitat natural es más o menos similar parael no introducido, pero no así su tolerancia a lacontaminación. Por esta razón conviene señalarsus diferencias morfológicas. Los caracteresmorfológicos más útiles para su identificaciónson: anchura del limbo foliar, presencia de glán-dulas mucilaginosas en la parte interna de lavaina foliar, presencia de escamas estériles (brac-teolas), pigmentación de éstas y color de la inflo-rescencia femenina.

• T. latifolia L. es una planta robusta, que alcan-za más de 2 m de altura. La vaina de la hoja estánormalmente abierta en el extremo superior–más próximo a la lámina–, y se observan aurí-culas. En la cara interna de la vaina foliar no seobservan a simple vista glándulas mucilaginosasoscuras. La lámina de la hoja es de color verde-grisáceo pálido, y tiene unos 8-20 mm de anchu-ra. En el tallo floral las inflorescencias femenina y

92

Manual de fitodepuración. Filtros de macrofitas en flotación

Inflorescenciasde Typha spp.

La parte gruesa

inferior es la inflorescenciafemenina aún

inmadura; la superior

corresponde ala masculina,

cargada depolen

© M.D. Curt

Page 3: CAPÍTULO Macrofitas de interés en fitodepuración. · ble en el manejo de los humedales artificiales– ... Manual de fitodepuración. Filtros de macrofitas en flotación Inflorescencias

masculina están muy próximas entre sí (0-2.5cm entre sí). La femenina es de color marrónmuy oscuro, larga (8-15 cm de longitud) y bas-tante gruesa (2-3 cm de diámetro). En estaespecie, los pelos que acompañan a la flor feme-nina salen a partir de una cierta longitud (= 1mm) del pié del gineceo (ginóforo); no tieneescamas estériles.

Figura 7-3

• T. angustifolia L. es una planta esbelta, menosrobusta que la especie anterior, que no suelesobrepasar los 2 m de altura. Los laterales de lavaina de la hoja, aunque no están soldados entresí, son envolventes en toda su longitud, por loque la vaina permanece cerrada en toda su lon-gitud, incluso en la zona más próxima a la lámi-na. En esta especie también se observan, gene-ralmente, aurículas en la parte superior de lavaina. En la cara interna de la vaina foliar seobservan a simple vista glándulas mucilaginosasoscuras, a modo de punteaduras marrones. Lalámina de la hoja es de color verde oscuro, y esestrecha; su anchura es del orden de 3-6 mm. Enel tallo floral las inflorescencias femenina y mas-culina están separadas entre sí por un amplioespacio, de unos 3-8 cm de longitud. La femeni-na es de color marrón oscuro a rojizo, más claro

que la de T. latifolia; es muy alargada (8-20 cm delongitud) y en proporción, estrecha (1.3-2.5 cmde diámetro). En las flores femeninas los pelossedosos se concentran en la parte basal; ade-más, las flores llevan escamas estériles de colormarrón oscuro, opacas, rígidas y de forma espa-tulada.

• T. domingensis (Pers.) Steudel es una plantamucho más robusta, que puede alcanzar más de3 m de altura, aunque en algunos aspectospuede confundirse con T. angustifolia. La vaina dela hoja, como en T. latifolia, está abierta en suextremo superior y en la parte interna se obser-van a simple vista glándulas mucilaginosas oscu-ras. No lleva aurículas marcadas. La lámina es decolor verde pálido a amarillento, y es estrecha,aunque no tanto como T. angustifolia. Su anchu-ra es de 5-12 mm. Como en T. angustifolia, lasflores femeninas llevan escamas estériles, peroen T. domingensis son de color marrón claro,translúcidas, frágiles y de forma obovada-apicu-lada. La inflorescencia femenina es en propor-ción más estrecha que la de T. latifolia, y en con-junto, tiene color canela.

Figura 7-4.

2.1.3. Ciclo de desarrollo

Como ya se ha indicado, las eneas son plantasherbáceas perennes. El carácter perenne sedebe a que poseen un sistema radicular rizoma-toso perenne, pero el ciclo de desarrollo de laplanta es anual. En la época favorable, primaveratardía, la planta brota a partir de yemas situadasen los rizomas, y desarrolla numerosas hojasnuevas. Gracias a la asimilación fotosintética,produce carbohidratos que redundan en el

93

Macrofitas de interés en fitodepuración CAPÍTULO7

Inflorescenciafemenina de

Typha latifolia,con los frutosya maduros.Obsérvese sucolor marrón

oscuro y grosor

© M.D. Curt

Colonia natural deTypha domin-gensis. Pueden observarse las inflorescen-cias femeninasdelgadas yesbeltas© M.D. Curt

Page 4: CAPÍTULO Macrofitas de interés en fitodepuración. · ble en el manejo de los humedales artificiales– ... Manual de fitodepuración. Filtros de macrofitas en flotación Inflorescencias

desarrollo de un tallo subterráneo rastrero, for-mación de nuevos rizomas y almacenamientode carbohidratos de reserva por engrosamientode los rizomas. En verano (Junio-Julio) la plantaemite un tallo aéreo, generalmente sin hojas,que lleva en su extremo las inflorescencias. Losfrutos maduran aproximadamente un mes mástarde, hacia Agosto-Septiembre. En otoño, laparte emergente de la planta senesce y toda laparte aérea de la planta se seca. La diseminaciónde los frutos se produce más tarde, general-mente a lo largo del invierno; es entonces cuan-do los ‘puros’ adquieren un cierto aspecto cano-so, debido a que los pelos que acompañan a losfrutos quedan a la vista. En la siguiente primave-ra comienza un nuevo ciclo con la brotación,desde los rizomas, de nuevas hojas.

Con la sucesión de ciclos anuales de desa-rrollo, la planta va colonizando poco a poconuevas áreas del humedal, dando lugar en laparte arraigada en el fango, a un denso entra-mado de rizomas y raíces, y en la parte emer-gente, a una agrupación espesa de hojas y tallosen la que no pueden distinguirse plantas indivi-duales. Por esta razón, las eneas siempre apare-cen en los humedales formando colonias den-sas, en cuyo interior difícilmente crecen otraespecie vegetal; finalmente tienen el aspecto demonocultivos rodeados de una orla fronterizaen la que aparecen otras plantas acuáticas ehigrófitas.

2.1.4. Aplicación

Las eneas son helófitas de climas templados otemplado-fríos con estaciones. El rango de tem-peraturas en que se desarrollan es de 10 a unos30ºC, existiendo diferencias entre especies. T.angustifolia prefiere las temperaturas frescas,mientras que T. domingensis y T. latifolia tienenrequerimientos térmicos parecidos. Ademásexisten diferencias en cuanto a tolerancia a lainundación y características del agua en queviven.

Así pues, aunque se ha visto que la pro-fundidad óptima de la capa de agua en la quecrecen las eneas, es del orden de 0.5 m, se hacomprobado en humedales naturales de buenacalidad que existe una zonación de especies enfunción de la profundidad de la capa de agua. En

el caso de co-existir T. latifolia y T. angustifolia, laprimera se sitúa en las zonas menos profundas(0-60 cm) y la segunda, en las más profundas(37-90 cm).

Por otra parte, también se ha observadoque cuando las condiciones son muy favorables,es decir, que el medio no está alterado y no haycontaminación, T. latifolia compite exitosamentecontra las otras especies. T. angustifolia y T.domingensis suelen restringirse a medios másalterados y salinos. En condiciones de aguas debaja calidad, si ocasionalmente hubiera la co-existencia de T. latifolia con T. domingensis, estasegunda iría poco a poco desplazando a T. latifo-lia, ya que desarrolla mayor talla y tiene menorexigencia de calidad de agua.

En España los estudiosos del tema señalanque en los humedales naturales T. domingensisestá desplazando a T. latifolia, como consecuen-cia de la baja calidad de las aguas. Con respectoa T. angustifolia, se indica que el área natural dedistribución es de temperaturas más frescas quelas de los hábitats de las otras dos especies, porlo que en España es bastante menos frecuenteque T. domingensis o T. latifolia.

Figura 7-5.

La aplicabilidad de las eneas en los siste-mas de tratamiento de aguas residuales domés-ticas es muy amplia. Pueden aplicarse en siste-mas de flujo superficial, aprovechando su condi-ción de helófita, en flujo sub-superficial, comoplantas arraigadas en la grava, y en sistemasacuáticos en flotación inducida, optimizando elpapel filtrante de su sistema radicular. Los resul-tados de diferentes experiencias indican que, encomparación con otras plantas utilizadas paratratamiento de aguas (Scirpus validus y Juncuseffusus, entre otras) las eneas son las plantas más

94

Manual de fitodepuración. Filtros de macrofitas en flotación

Humedal deflujo sub-superficialcon Typhadomingensis.En primer término filmimpermeablepara el aisla-miento delhumedal, ylecho de gravaque soporta lasplantas© M.D. Curt

Page 5: CAPÍTULO Macrofitas de interés en fitodepuración. · ble en el manejo de los humedales artificiales– ... Manual de fitodepuración. Filtros de macrofitas en flotación Inflorescencias

eficaces para la fitodepuración. Pueden ser utili-zadas para tratamiento secundario (remociónde materia orgánica) y terciario (remoción de Ny P) en climas templados. Su eficacia dependeráde los factores condicionantes del crecimientode las plantas (básicamente, temperatura yradiación). Existen numerosos trabajos sobre laproductividad de las eneas, en medios naturalesy en humedales artificiales, que documentan quees una especie altamente productiva. En expe-riencias de fitodepuración se indica una produc-tividad de 13 kg de biomasa total (aérea +sumergida, materia seca) por m2 y año. Lasextracciones se estiman en función de los con-tenidos de nutrientes en las distintas fraccionesde la planta; pueden llegar a ser del orden de180 g N/m2 y 27 g P/ m2.

2.1.5. Técnicas de manejo en los humedalesartificiales

• Implantación

La implantación de las eneas se puede realizarbien a partir de pequeñas plantas previamentedesarrolladas en vivero, o directamente median-te rizomas, en función de la disponibilidad delmaterial vegetal y de la época en que se desearealizar la implantación. Las plantas puedenimplantarse prácticamente en cualquier épocadel año, mientras que para la implantación derizomas, el momento óptimo es en primavera,justo antes de la brotación. La distancia entrerizomas o plantas aconsejada en la implantaciónes de aproximadamente 1 m; con esta distancia,en unos 3 meses de desarrollo se consigue unabuena cobertura vegetal. Cualquiera de los dossistemas de implantación (rizomas o plantas) esde aplicación a los humedales FS y SF; en cambio,para humedales macrofitas en flotación lo acon-sejable es utilizar planta producida a tal efecto, deun tamaño próximo a los 50 cm de altura.

La producción de plantas en vivero tam-bién tiene dos posibilidades: producción desdesemilla o reproducción vegetativa partiendo deplantas madres. Si la producción se hace desdesemilla se puede elegir exactamente la especiede enea que se desea, factor importante paraasegurar la tolerancia a la contaminación y elmantenimiento de una altura de agua determi-nada. Por el contrario, cuando se sigue la repro-

ducción vegetativa (rizoma, o separación deplantas) es difícil, sino imposible, discernir de quéejemplar y especie procede el material vegetal.

Figura 7-6.

Las eneas producen gran cantidad de fru-tos –se estima que del orden de 20.000 a700.000 frutos por inflorescencia– que germi-nan fácilmente en condiciones adecuadas dehumedad y calidad del agua. En condicionesnaturales, el sistema de reproducción más com-petitivo, y que asegura la propagación y exten-sión de colonias establecidas de eneas, es detipo vegetativo gracias a los rizomas, que sonórganos de almacenamiento de carbohidratosde reserva. Cuando las condiciones ambientalesson adecuadas, los rizomas proporcionan muyeficazmente el sustento necesario para la brota-ción de la planta. La propagación por semillasirve, ante todo, para la dispersión espacial de laespecie.

Las técnicas de tratamiento de los frutospara la producción de plántulas son similares alas plantas hortícolas, y están condicionadas porel pequeñísimo tamaño de éstos (el peso de100 frutos es del orden de 5 mg). Los frutospueden empildorarse y a partir de píldorasmono-germen realizarse la siembra en pots indi-viduales, rellenos de un sustrato a base de turbay arena, sometidos a permanente saturación deagua. La tasa de germinación está relacionadacon la temperatura; el óptimo para T. latifolia esdel orden de 20ºC, y a esa temperatura más del50% de las semillas germinan en 1-3 días. Otroprocedimiento es la realización de semillerosque posteriormente han de ser aclarados ytransplantarse a pots. El tamaño óptimo para laimplantación en el humedal es de plantas de 20-30 cm de altura. Después de la implantación hayque controlar bien la altura de agua; por ejem-

95

Macrofitas de interés en fitodepuración CAPÍTULO7

Plantel deTypha domin-gensis (centroizquierda) yTypha latifolia(centro dere-cha) en bande-jas de alveolos,producidas envivero parahumedalesartificiales© M.D. Curt

Page 6: CAPÍTULO Macrofitas de interés en fitodepuración. · ble en el manejo de los humedales artificiales– ... Manual de fitodepuración. Filtros de macrofitas en flotación Inflorescencias

plo, las plántulas de T. latifolia no sobreviven conalturas de agua de unos 45 cm.

La reproducción vegetativa a partir deplantas madre exige el levantamiento del siste-ma sumergido de las plantas, fraccionamiento delos rizomas y/o separación de plantas. Los rizo-mas deben elegirse con buen aspecto y sufi-ciente tamaño, para lo cual hay que tener encuenta que estarán en su óptimo cuando lasplantas están en reposo (invierno) mientras quecuando tienen menor cantidad de reservas esen pleno desarrollo, aproximadamente en Julio.

Figura 7-7.

• Accidentes, plagas y enfermedades

Las plantas adultas de enea son muy rústicas yresistentes, y escasamente registran efectosnegativos por accidentes, plagas o enfermeda-des. En cuanto a accidentes caben indicar lainundación, el fuego y el sombreo, pero estosaccidentes tendrían que suceder por espaciomuy prolongado para que afectaran a la colonia.El mantenimiento continuado de una altura deagua superior a la tolerada por las eneas tieneefectos negativos, pero la colonia podría reanu-dar su propagación por germinación de lassemillas en el agua, o por brotación a partir delos rizomas, cuando las condiciones fueran másfavorables. El efecto del fuego depende de laépoca en que se produjera, ya que afectaríaprincipalmente a la parte emergente de la plan-ta, y no a los rizomas, con lo que una nueva bro-tación permite la perpetuación de la colonia. Enrelación al sombreo, hay que indicar que laseneas son plantas de zonas soleadas, y por tanto,no son tolerantes al sombreo prolongado. Sinembargo, esta situación es totalmente controla-ble en los humedales artificiales. En relación a

plagas y enfermedades, cabe indicar que muyocasionalmente las plantas adultas pueden serhúesped de áfidos, ácaros, larvas minadoras oroya, que por tanto, no suelen ser necesarioscontrolar.

En lo que respecta a las plántulas, el ope-rador del vivero debe realizar un seguimientocuidadoso del estado de los planteles, ya que laincidencia de accidentes, plagas y enfermedadeses mayor. En cuanto a accidentes, hay que men-cionar las heladas, que ocasionarían la muertede las plántulas, y el mantenimiento de una altu-ra de agua no tolerada. En los semilleros puedeser necesario el control de enfermedades depudrición del pié, y en plántulas, de las plagas deácaros y áfidos.

• Cosecha

Es conveniente cosechar periódicamente y reti-rar del humedal, la parte emergente de la colo-nia de eneas, a fin de que el proceso de renova-ción de la colonia y remoción de carga conta-minante (materia orgánica y nutrientes) sea efi-caz. Si el corte se hace en plena época vegetati-va (por ejemplo, en Julio) puede ocurrir que nose haya completado el almacenamiento de car-bohidratos de reserva en los rizomas, y que secomprometa la plantación para la siguiente tem-porada. Por ello es recomendable que el cortese haga una vez que las plantas estén en repo-so, y antes de que comienze la nueva brotación.

2.2. Phragmites australis (Cav.)Trin. ex Steudel (= P. communis Trin.)

2.2.1. Descripción

Phragmites australis es una planta acuática perte-neciente a la familia de las gramíneas (Poaceae),cuyas características morfológicas recuerdan a lacaña común Arundo donax, que es una plantaterrestre muy conocida. La diferencia más nota-ble entre ambas es la de la condición de plantaacuática helófita del carrizo. Como las eneas, elcarrizo crece en zonas inundadas con el sistemaradicular arraigado en fango o fondo del hume-dal, y desarrolla una estructura vegetativa emer-

96

Manual de fitodepuración. Filtros de macrofitas en flotación

Detalle de undispositivo

convencionalpara la siem-

bra de semillaspildoradas en

bandeja dealveolos utili-

zado paraTypha spp.© M.D. Curt

Page 7: CAPÍTULO Macrofitas de interés en fitodepuración. · ble en el manejo de los humedales artificiales– ... Manual de fitodepuración. Filtros de macrofitas en flotación Inflorescencias

gente por encima de la lámina de agua. Segúnalgunos autores el carrizo es la especie vegetalde mayor distribución conocida a nivel mundialde entre todas las plantas superiores. Seencuentra en todos los continentes, excepto enla Antártida, siendo muy común en cursos deagua –ya sea como acuática o como marginal–,formando típicamente cinturones continuos a lolargo del cauce; también es muy corriente enhumedales, marismas, y otros espacios inunda-dos, pudiendo vivir en medios muy alterados,tanto alcalinos como ácidos.

Figura 7-8.

Es planta herbácea perenne, erecta, muyrobusta, que puede alcanzar más de 3 m de altu-ra, de hábito es similar al de la caña común y losbambús. En la parte subterránea de la planta sedesarrollan rizomas leñosos, escamosos y nudo-sos, y largos estolones. El tallo aéreo del carrizoes generalmente simple, y como en todas lasgramíneas, está formado por una sucesión denudos y entrenudos perfectamente diferencia-dos que conforman la ‘caña’ de la planta. Sinembargo, estos nudos no son visibles ya queestán cubiertos por las vainas de las hojas. Lashojas son enteras, largas (20-70 cm longitud),estrechas (1-5 cm anchura), agudas y de colorverde grisáceo durante la etapa de crecimientovegetativo. En el extremo del tallo se desarrollauna panícula, más bien laxa, y a menudo, decolor púrpura, en la que se sitúan las flores,inconspicuas, organizadas en espiguillas. La orga-nización en espiguillas sigue un patrón similar alde otras gramíneas. La espiguilla consta de unaspiezas estériles membranáceas, llamadas glumas(2 por espiguilla), lema y pálea; en el carrizo lasglumas son glabras, mientras que en la cañacomún están cubiertas de pelos suaves, visiblesa simple vista.

La especie muestra una gran variabilidadfenotípica, que puede relacionarse con la varia-ción en el número cromosómico y con el desa-rrollo adaptativo de diferentes clones. Así pues,hay clones de pequeña talla y otros clones quetienen gran talla (carrizos gigantes). A este res-pecto, hay autores que reconocen dos diferen-tes variedades botánicas para los tipos morfoló-gicos de talla gigante (P. australis var. gigantea) yde morfología fina (P. australis var. flavescens), quepueden relacionarse con el nivel de ploidía.También se ha observado que diferentes clonestienen diferente tolerancia a la salinidad. Así porejemplo, los clones españoles del área medite-rránea son más tolerantes que los daneses. Aeste respecto hay que indicar que hay dosmecanismos responsables de su tolerancia a lasalinidad, que son el ajuste catiónico y la dismi-nución del contenido en humedad de la planta,que contribuye al ajuste osmótico. En cuanto alnúmero cromosómico hay que indicar que elcarrizo presenta un amplio rango de euploidía(de 3n a 12n), y así por ejemplo, los tetraploidesdominan entre los carrizos que crecen de modonatural en Europa, mientras que los octoploidespredominan en Asia. Algunos estudios indicanque los tetraploides se adaptan mejor a ambien-tes salinos que los octoploides.

2.2.2. Ciclo de desarrollo

El carrizo es una planta herbácea perenne gra-cias al carácter perenne de sus rizomas, pero elciclo de desarrollo de la planta es anual, comoocurre en las eneas. La brotación a partir de losrizomas se produce hacia el mes de Abril, dandolugar al desarrollo de un vástago muy vigoroso,erecto, que crece rápidamente. Aproxima-damente, entre Julio y Septiembre se produce lafloración, seguida de la formación de semillas. Apartir de la formación de la semilla (Agosto-Septiembre) se produce la translocación de asi-milados hacia los rizomas, y la senescencia de laparte aérea de la planta. En invierno (Noviem-bre-Enero) ocurre la diseminación de las semi-llas. En la siguiente primavera comienza unnuevo ciclo con la brotación, desde los rizomas,de nuevos vástagos.

La mayoría de las semillas producidas porla planta del carrizo no son viables, pero en lanaturaleza, la colonización de nuevos ambientes

97

Macrofitas de interés en fitodepuración CAPÍTULO7

Cinturón dePhragmitesaustralis en

el margen de un cauce

natural de agua

© M.D. Curt

Page 8: CAPÍTULO Macrofitas de interés en fitodepuración. · ble en el manejo de los humedales artificiales– ... Manual de fitodepuración. Filtros de macrofitas en flotación Inflorescencias

ocurre fundamentalmente por la diseminaciónde las semillas. La germinación se produce cuan-do hay temperatura favorable (alrededor de20º) y fluctuación de temperaturas entre el díay la noche (>10ºC), circunstancias que se pro-ducen en primavera. Las plántulas no toleran lainundación permanente (>4 cm altura de agua),razón a la que se atribuye el que la nueva colo-nia comience por el borde del humedal. Una vezestablecido el carrizo, su propagación quedaasegurada vegetativamente gracias a los rizomas.

Figura 7-9

En su hábital natural, la sucesión de ciclosde desarrollo por propagación vegetativa facilitael avance estable del carrizal a lo largo de losmárgenes del humedal o del cauce del curso deagua, trazando los límites del área húmeda amodo de franja homogénea, uniforme y densa,de vegetación monoespecífica, generalmente sinespacios abiertos en su interior. En los carrizalesmás densos se pueden llegar a contabilizar dehasta 200-300 cañas por m2.

2.3.3. Aplicación

El carrizo se desarrolla bien tanto en aguas nocontaminadas como en aguas alteradas de natu-raleza orgánica, alcalina o salina. En aguas nocontaminadas su crecimiento es mayor, pero enesos medios resulta frecuentemente desplazadopor otras especies más competitivas. Sin embar-go, su gran tolerancia a medios alterados haceque desplace muy eficazmente otras especies, yque se extienda rápidamente. En función dellugar que se trate, el incremento en las pobla-ciones de carrizo puede ser preocupante, por loque llega a ser considerado como especie inva-siva no deseable. Su expansión se relaciona con

el incremento en la contaminación mineral delas aguas (especialmente, nitratos), y el aumentode su salinidad.

Existen numerosos trabajos de investiga-ción sobre el carrizo, que indican que la toleran-cia a distintos parámetros de contaminación esmuy amplia, pudiendo además relacionarse conlas características particulares del ecotipo. Hayestudios que refieren valores para el influentedel orden de 500 mg O2/l de DBO5, 60 mg/l deN total, 20 mg/l de N-NH4 y 14 mg/l de fósfo-ro. Con respecto a la tolerancia a la salinidad, secitan valores de tolerancia máxima del orden de2% de concentración de sales, pero puede cre-cer con la influencia de aguas marinas (3.5% sal)si el medio en que está la parte subterránea(raíces y rizomas) tiene <2.0% sal.

El carrizo se utiliza como helófita en loshumedales artificiales de flujo superficial y sub-superficial de manera prácticamente generaliza-da, porque es una planta muy rústica, polimorfa,con amplia variabilidad entre ecotipos. En los sis-temas de flujo superficial tiene la ventaja sobrelas eneas de que sus rizomas penetran vertical-mente, y más profundamente, en el sustrato ofango del humedal, con lo que el efecto oxige-nador por liberación de oxígeno desde los rizo-mas es potencialmente mayor.

La productividad del carrizo varía amplia-mente entre los diferentes ecotipos; se indicancifras superiores a 50 t de peso seco por ha yaño, en donde aproximadamente el 44% corres-ponde a la biomasa aérea. La capacidad deextracción de nutrientes puede estimarse enfunción de la composición de sus tejidos; la bio-masa aérea contiene aproximadamente 1.1% denitrógeno y 0.12% de fósforo, y la subterránea1.0% N y 0.15% fósforo.

2.2.4. Técnicas de manejo en los humedalesartificiales

• Implantación

La implantación del carrizo en los humedalesartificiales se efectúa usualmente por propaga-ción vegetativa. Debido a que hay diferencias decomportamiento entre poblaciones de la espe-cie, se recomienda que el material vegetal se

98

Manual de fitodepuración. Filtros de macrofitas en flotación

Colonia dePhragmites

australis al tér-mino delinvierno,

desarrolladasobre efluentes

municipalessin depurar.En la parte

inferiorizquierda

asoman brotesprimaverales

© M.D. Curt

Page 9: CAPÍTULO Macrofitas de interés en fitodepuración. · ble en el manejo de los humedales artificiales– ... Manual de fitodepuración. Filtros de macrofitas en flotación Inflorescencias

obtenga a partir de poblaciones naturales de lazona, a fin de asegurar su adaptación al lugar. Losrizomas se fraccionan convenientemente (quetengan varias yemas) y se implantan en el sus-trato o fango del humedal en primavera.

Para la propagación por semilla hay quetener en cuenta que gran parte de las semillasque produce la planta no son viables. Aquellasque sí lo son, germinan en aproximadamente 5días en condiciones de humedad a 20-24ºC. Lasplántulas, para desarrollarse requieren condicio-nes de humedad permanente sin que la láminade agua tenga más de 4 cm de altura.

• Accidentes, plagas y enfermedades

El éxito alcanzado por el carrizo en cuanto suárea de distribución –tiene el honor de ser laangiosperma de distribución más amplia- indicaque en general es una especie muy rústica, defácil implantación, con pocas exigencias, y pocosusceptible a accidentes, plagas y enfermedades.Hay que indicar que en la actualidad, y en pobla-ciones naturales, se observan dos tendenciasopuestas: por una parte la expansión del carrizocomo planta invasiva como consecuencia de laalteración del medio natural (contaminación,cambios del régimen hidrológico, incremento dela salinidad, eutrofización ...), y por otra, el retro-ceso de poblaciones asentadas o ‘die-back’ delPhragmites, que se atribuye a una conjunción deefectos negativos, como pueden ser destrucciónmecánica, inundación excesiva, fitotoxicidad,metanogénesis, calidad del agua. Sin embargo,estos problemas no son normales en los hume-dales artificiales.

En los carrizos implantados en humedalesartificiales para tratamiento de aguas residuales,no es corriente la ocurrencia de accidentes, pla-gas y enfermedades. Como accidentes, sólo hayque mencionar el encamado de plantas adultas,que son poco resistentes al vuelco o rotura porefecto del viento o de bruscos cambios de lacorriente del agua (oleaje), pero este accidenteno compromete la continuidad del carrizal, quepersiste gracias a los rizomas.Y con respecto alas plagas, caben citar los insectos taladradoresdel tallo o de los rizomas, y áfidos, aunque estasplagas son muy poco frecuentes y sus dañosmuy ocasionales.

• Cosecha

Al igual que la enea, el carrizo es una planta queproduce mucha biomasa que es convenientecosechar periódicamente y retirar del humedalpara que no ocurra reciclado de nutrientes alhumedal ni incremento de materia orgánica enel sistema.Aproximadamente, la época en la quelos rizomas tienen menos reservas es hacia fina-les de Julio, por lo que si se efectúa la siega de labiomasa aérea, el vigor del carrizal se verá afec-tado. En épocas más tardías, (de Agosto en ade-lante, y antes de la brotación) ya no es probableque el corte comprometa el crecimiento de laplanta.

3. JUNCOS: SCIRPUS SPP

3.1. Descripción

El género Scirpus se encuadra dentro de lasCyperaceae, familia muy próxima botánicamentea las de las gramíneas. En general, el aspecto delas Cyperaceae recuerda al de las gramíneas, yaque en su mayoría son plantas herbáceas, cespi-tosas, con flores pequeñas, muy reducidas ypoco aparentes. Sin embargo, tienen caracteresbotánicos marcadamente diferenciales, comoson la organización de la flor (en las Cyperaceaeva acompañada de una sóla bráctea o gluma) yel tipo de fruto (en las Cyperaceae es un aque-nio indehiscente, que contiene una única semi-lla). Además, el hábitat natural de las Cyperaceaecorresponde esencialmente a zonas húmedas, oencharcadas, siendo muy frecuentes en turberasy suelos pantanosos.

El género Scirpus comprende especies her-báceas, perennes o anuales, en donde las peren-nes son rizomatosas. Los tallos pueden ser desección circular o triangular. Las hojas puedenser basales o caulinares (a lo largo del tallo), yestán envainadas. En algunas especies las hojasestán muy reducidas, e incluso llegan a carecerde limbo. Las flores son hermafroditas y estánmuy reducidas; se componen de 0-6 pequeñaspiezas escamosas estériles (corresponderían alas piezas del cáliz y la corola), 1-3 estambres, ygineceo con 2-3 estigmas. Se organizan en ‘espi-guillas’ muy pequeñas (<4 mm diámetro) dis-puestas en espiral, en donde cada flor lleva una

99

Macrofitas de interés en fitodepuración CAPÍTULO7

Page 10: CAPÍTULO Macrofitas de interés en fitodepuración. · ble en el manejo de los humedales artificiales– ... Manual de fitodepuración. Filtros de macrofitas en flotación Inflorescencias

única escama (gluma). A su vez, las espiguillas seagrupan en complejas inflorescencias terminaleso axilares sobre 1-3 hojas situadas en el extre-mo del tallo, en donde cada inflorescenciapuede llevar de 50-500 espiguillas. El fruto es unaquenio, generalmente trígono, que contieneuna única semilla.

3.2. Especies de interés

El género Scirpus tiene una distribución práctica-mente cosmopolita. Comprende unas 35 espe-cies, de las que unas 15 se distribuyen natural-mente en España. El género incluye especiesterrestres, semiacuáticas, y acuáticas flotantes osumergidas, algunas de las cuales son de aplica-ción para el tratamiento de aguas residuales enhumedales artificiales. Entre éstas destacan lasespecies S. lacustris y S. holoschoenus, de distribu-ción natural en España. Otras especies conpotencial para humedales artificiales son S. vali-dus, cuya distribución natural es americana y S.maritimus, que en España se encuentra natural-mente en marismas salinas.

• Scirpus lacustris L. (junco de laguna)

Se trata de una especie perenne, rizomatosa,que en su hábitat natural se comporta principal-mente como acuática helófita. Los tallos sonsimples, erectos, pueden alcanzar 3 m de altura,y son del tipo terete, es decir, con morfologíasimilar a la de los verdaderos juncos. Las hojas ono tienen lámina o si la tienen, ésta es muypequeña. La inflorescencia es aparentementelateral, ya que está sobre una bráctea que pare-ce la prolongación del tallo, y que supera al con-junto de las inflorescencias. Estas, a su vez, sesitúan sobre radios de longitud desigual, y no tie-nen el aspecto de glomérulos apretados, a dife-rencia del S. holoschoenus.

• S. holoschoenus L. (junco de bolas o junco delchurrero)

Es una especie perenne, rizomatosa, terrestre,pero cuyo hábitat natural corresponde a zonasencharcadas más o menos permanentemente.Se trata de una planta robusta, que puede alcan-zar 2 m de altura, con tallos semejantes a los delos verdaderos juncos, es decir del tipo terete.

Como el junco de laguna, la mayoría de las hojasno tienen limbo, sino que únicamente estánrepresentadas por las vainas; algunas hojas situa-das en posición superior desarrollan una láminapequeña. Las espiguillas están organizadas encabezuelas compactas, globosas, de hasta unos12 mm de ancho; al menos una de dichas cabe-zuelas está sentada, mientras que las otras estánsobre radios de longitud desigual.

Figura 7-10.

• Scirpus validus Vah. (= Schoenoplectus taber-naemontani (C.C. Gmelin) Palla) (junco giganteo junco de tallos suaves)

Botánicamente, la especie S. validus fue ori-ginalmente descrita como nativa de norteamé-rica, pero en estudios más avanzados se deter-minó que era homóloga a la europeaSchoenoplectus tabernaemontani (sinónimo). Sise considera que ambas conforman una únicaespecie puede asumirse que su distribución esprácticamente cosmopolita. S. validus en su áreanatural crece en suelos saturados, zonas panta-nosas, y cursos de aguas tanto frescas comocontaminadas; puede alcanzar 3 m de altura, yes de interés para humedales artificiales. Es her-bácea perenne, rizomatosa, que, a diferencia delas anteriores especies, tiene tallos trígonos yespiguillas dispuestas principalmente de formaaislada.

3.3. Ciclo de desarrollo

Los juncos mencionados son especies herbá-ceas perennes, en las que la parte aérea (tallos)permanece verde durante varios ciclos vegetati-vos y la parte subterránea forma rizomas dedesarrollo horizontal, que sirven para la propa-

100

Manual de fitodepuración. Filtros de macrofitas en flotación

Detalle de lascabezuelas deScirpus holoschoenus© M.D. Curt

Page 11: CAPÍTULO Macrofitas de interés en fitodepuración. · ble en el manejo de los humedales artificiales– ... Manual de fitodepuración. Filtros de macrofitas en flotación Inflorescencias

gación vegetativa de la especie. En primavera laplanta emite renuevos que desarrollan tallosaéreos semejantes a juncos; la floración tienelugar a mediados del verano (Julio-Agosto), y lamaduración de las semillas entre los meses deAgosto y Septiembre.

3.4. Aplicación

Los Scirpus son plantas de climas templados,que prosperan en posiciones soleadas, toleran-do un amplio rango de pHs (4-9). La tempera-tura media óptima para su desarrollo está den-tro del intervalo 16-27ºC. En cuanto a su tole-rancia a la contaminación, se puede indicar queen general soportan bien los niveles normalesde contaminación orgánica de las aguas resi-duales domésticas. En la literatura al respecto,se pueden encontrar estudios comparativos deScirpus validus frente a otras especies de hume-dales artificiales, como Typha latifolia, que indi-can en un determinado contexto experimentalque es más eficiente que la enea en la remo-ción de N y P.

Figura 7-11

Las especies de Scirpus indicadas se utilizanprincipalmente en humedales artificiales de flujosub-superficial (lecho de grava/arena), ya que sutolerancia a la inundación permanente cuando lacapa de agua es profunda, es limitada, aunqueotras especies pueden tolerar profundidadesmayores. Su productividad es baja en relacióncon las eneas o los carrizos; aproximadamentees de 5-12 t ms/ha/año, repartida prácticamen-te a partes iguales entre la biomasa aérea y lasubterránea. Los contenidos en N y P de parteaérea y parte subterránea son, respectivamentedel orden de 1.6% N y 0.12% P, y 1.2% N y

0.18% P. Más que la remoción de nutrientes, elpapel principal de los Scirpus en los humedaleses el de actuar de filtro, potenciando los meca-nismos de sedimentación-separación.

3.5. Técnicas de manejo en loshumedales artificiales

• Implantación

La implantación de los juncos en los humedalesartificiales se efectúa usualmente por división demata. Siguiendo las pautas generales sobre laelección del material vegetal para humedalesartificiales, es recomendable que las plantasmadres procedan de poblaciones naturales de lazona, a fin de asegurar su adaptación al lugar. Lasplantas se desarraigan del sustrato, se fraccionande modo que cada porción lleve en su partesubterránea rizomas, y se implantan individual-mente en el sustrato o fango del humedal enprimavera.

La propagación por semilla es también unaopción viable si se dispone del suministro desemilla. En general se puede indicar que lassemillas de los juncos germinan bien. Hay quetener en cuenta que si se pretende sembrardirectamente un humedal de flujo superficial, elflujo del agua debe controlarse debidamente,para que no arrastre la semilla, ya que ésta esmuy pequeña. En todo caso la implantación serámás rápida, y la cobertura vegetal mejor, cuandose parta de plantas obtenidas por división demata.

• Accidentes, plagas y enfermedades

Los juncos son plantas muy rústicas de las queno se tienen referencia de plagas y enfermeda-des en su aplicación en humedales artificiales.

• Cosecha

Del mismo modo que se indicó para las espe-cies helófitas, es conveniente cortar la parteaérea de la planta, y eliminarla del humedal, afin de reducir el reciclado de nutrientes en elsistema.

101

Macrofitas de interés en fitodepuración CAPÍTULO7

Humedal deflujo

sub-superficialcon Scirpus

lacustris. En primer

término, lámina

impermeableque sella elhumedal y

lecho de gravaen su interior

© M.D. Curt

Page 12: CAPÍTULO Macrofitas de interés en fitodepuración. · ble en el manejo de los humedales artificiales– ... Manual de fitodepuración. Filtros de macrofitas en flotación Inflorescencias

4. PLANTAS FLOTANTES

4.1. Eichhcornia crassipes(Martius) Solms (jacinto de agua)

4.4.1. Descripción

El jacinto de agua es una planta acuática flotan-te no enraizada, herbácea perenne muy comúnen ambientes acuáticos de climas tropicales, endonde llega a considerarse como planta invasi-va; está catalogada como una de las malas hier-bas más dañinas a nivel mundial. Se la consideraoriginaria de la amazonia, y actualmente estáextendida en prácticamente todas las zonas tro-picales acuáticas del planeta. Se distingue muyfacilmente de otras plantas flotantes por poseerhojas relucientes con peciolos hinchados y vis-tosas flores azuladas-lilas.

Figura 7-12.

La parte aérea vegetativa de Eichhcorniacrassipes forma una especie de roseta quesobresale parcialmente sobre la lámina de agua;generalmente alcanza unos 50 cm de altura,aunque en algunas zonas muy adecuadas para laespecie (sureste de Asia) puede llegar a 1 m dealto. La hoja es muy característica: el peciolotiene apariencia de estar hinchado, es de consis-tencia esponjosa a razón de que contiene granespacio aéreo, a fin de contribuir a la flotabilidadde la planta; el limbo es coriáceo, oval-redonde-ado, erecto, de dimensiones aproximadas 8 x 10cm, glabro, y de color verde brillante. La plantadesarrolla un tallo floral erecto, que lleva en suextremo una inflorescencia semejante a unaespiga vistosa, con unas 15 flores efímeras decoloración azulada. Cada flor dura abierta sólo

un día; se abre individualmente al poco de la sali-da del sol, y senesce por la noche. Consta de 6tépalos de color azul claro a azul amarillento, 6estambres de dos longitudes diferentes, gineceode 3 lóculos y estilo con estigma trilobulado otrífido; el estilo puede ser más corto, más largoo similar en longitud que los estambres (hete-rostilia). El fruto es una cápsula alargada, quecontiene un número variable de semillas (unacápsula puede llegar a contener 450 semillas) depequeño tamaño. En la parte sumergida de laplanta se sitúan las raíces, que son de aspectoplumoso, muy densas, y de color negro-púrpurapor los pigmentos que contienen, y que sirvende protección frente a herbívoros. Las raíces sonadventicias, fibrosas, y pueden alcanzar hasta 3 mde longitud.Además, en la parte sumergida de laplanta se desarrollan estolones, de hasta 30 cmde longitud, que sirven para la propagaciónvegetativa de la especie.

4.1.2. Ciclo de desarrollo

En su hábitat natural el jacinto de agua es unaplanta herbácea perenne de rápido desarrollo,que se extiende lateralmente mediante el desa-rrollo de estolones y formación de renuevos,hasta cubrir toda la superficie del agua forman-do una densa cubierta vegetal muy vistosa porsu coloración verde brillante salpicado del azulde las flores. Las características de rápido creci-miento y alta productividad hacen que en cur-sos de agua naturales y en determinadas cir-cunstancias, pueda llegar a ser un grave proble-ma. Sin embargo, estas características son muyventajosas cuando se utiliza en ambientes con-trolados para el tratamiento de aguas residuales.

La planta se reproduce principalmente porpropagación vegetativa, esto es, mediante esto-lones que radian desde base de la planta y desa-rrollan renuevos. También puede reproducirsemediante semilla, y de hecho la semilla constitu-ye una fuente de re-infestación cuando se erra-dica la población. En climas tropicales la produc-ción de estolones y renuevos es constante. Losestolones son de coloración púrpura violeta, yconsisten en una sucesión de nudos y entrenu-dos; cada nudo puede desarrollar una hoja y raí-ces; y a partir de yemas axilares de las hojas sedesarrollan tallos vegetativos aéreos. Normal-mente, en una población densa (tapiz) de plan-

102

Manual de fitodepuración. Filtros de macrofitas en flotación

Estanque conEichhcornia

crassipesen flor

© M.D. Curt

Page 13: CAPÍTULO Macrofitas de interés en fitodepuración. · ble en el manejo de los humedales artificiales– ... Manual de fitodepuración. Filtros de macrofitas en flotación Inflorescencias

tas de jacinto de agua sólo desarrollan estoloneslas plantas que están en los límites externos dela agrupación, con lo que el tapiz va extendién-dose progresivamente a modo de mancha deaceite.

Figura 7-13

4.1.3. Aplicación

En los climas tropicales, la especie muestra unagran adaptabilidad ecológica, desarrollándosebien en estanques temporales, zonas húmedas,marismas, aguas contaminadas, lagos, pantanos yríos. Puede tolerar fluctuaciones grandes conrespecto a altura de la capa de agua, velocidaddel flujo, disponibilidad de nutrientes, pH, conta-minación y salinidad. El principal limitante para eldesarrollo del jacinto de agua es la temperatura,que debe mantenerse dentro de los límitesusuales del régimen tropical o subtropical. Elcrecimiento es rápido en el entorno de 20-30ºCde temperaturas medias, pero se estanca en elintervalo de 8-15ºC. También la formación delfruto está estrechamente relacionada con lascondiciones ambientales; es muy reducida cuan-do las temperaturas son muy altas y la humedadrelativa es baja. Las condiciones óptimas para sudesarrollo son 90% de humedad relativa y 22.5-35ºC.

El jacinto de agua se utiliza en sistemasacuáticos de tratamiento de aguas residualesdomésticas de climas cálidos, siendo el principalparámetro de diseño la carga orgánica. En estossistemas, la profundidad recomendada para losestanques de tratamiento es del orden de 1metro, a fin de que todo el agua bañe el sistemaradicular de las plantas. En tratamientos secun-darios no aireados la carga típica de DBO5 estáen el intervalo de 40-80 kg/ha/día. Tambiénpuede aplicarse como tratamiento terciario

para la remoción de nitrógeno y fósforo. Su efi-cacia dependerá del grado de cobertura alcan-zado, es decir, de su rendimiento en biomasa. Esuna planta muy productiva, que en condicionesapropiadas alcanza rendimientos medios cerca-nos a 100 t de materia seca por hectárea y año,pero hay citas de incluso a 154 t/ha/año. El con-tenido medio en nitrógeno y fósforo de la plan-ta se puede estimar en 4% y 0.4%, respectiva-mente, por lo que potencialmente se podríaneliminar del influente del orden de 2000-6000 y300-600 kg de nitrógeno y fósforo, respectiva-mente, por ha y año. También es eficaz para laremoción de sólidos en suspensión, y es utiliza-do para corregir los problemas derivados deldesarrollo incontrolado de algas de las lagunasde oxidación.

4.1.4. Técnicas de manejo en los humedalesartificiales

• Implantación

La implantación del jacinto de agua en los siste-mas acuáticos de tratamiento de aguas se reali-za a partir de plantas individuales o renuevos,que se dejan dispersos por la superficie del agua.Estas plantas se obtienen por división de unapoblación madre, individualizándose las agrupa-ciones de ‘rosetas’ con raíces.

• Accidentes, plagas y enfermedades

El hecho de que el jacinto de agua esté catalo-gada a nivel mundial como una de las principa-les malas hierbas se debe no sólo a sus caracte-rísticas de desarrollo (éxito de la progagaciónvegetativa y alta tasa de crecimiento relativo)sino también a su rusticidad en cuanto a acci-dentes, plagas y enfermedades. No tiene plagasni enfermedades importantes, aunque en laszonas en las que el jacinto de agua no es dese-able, se ha intentado su control biológicomediante enemigos naturales importados de suárea de distribución natural, (coleópteros, lepi-dópteros y hongos) y peces predadores.

Cuando se implanta fuera de su área dedistribución natural, el principal accidente quepuede suceder es el de daños por bajas tem-

103

Macrofitas de interés en fitodepuración CAPÍTULO7

Detalle de lospeciolos

hinchados deEichhcornia

crassipes, queactúan a modode flotador de

la planta© M.D. Curt

Page 14: CAPÍTULO Macrofitas de interés en fitodepuración. · ble en el manejo de los humedales artificiales– ... Manual de fitodepuración. Filtros de macrofitas en flotación Inflorescencias

peraturas. La planta puede sobrevivir cuando sela expone 24 h a temperaturas del orden de 0.5a –5ºC, pero muere si desciende por debajo de–6ºC.

• Cosecha

La remoción parcial de la población del jacintode agua, con una cierta periodicidad, es necesa-ria no sólo para eliminar del sistema los nutrien-tes captados por las plantas sino también por-que cuando sucede la cobertura total de lalámina de agua desciende mucho el oxígenodisuelto en el agua, se interrumpe el paso de laluz y el input de materia orgánica en el aguaaumenta rápidamente por la pudrición de labiomasa vegetal. A modo de indicación se seña-la que en climas cálidos debe realizarse la cose-cha parcial de las plantas cada 3 o 4 semanas.

4.2. Lemna spp. (lentejas de agua)

4.2.1. Descripción

El nombre común de lenteja de agua se aplica aespecies del género Lemna y otros géneros(Spirodela, Wolffia, Wolffiella) de la familia de lasLemnaceae, debido a que todas ellas son plantasacuáticas herbáceas flotantes no enraizadas demuy pequeño tamaño: son las plantas máspequeñas –hay especies de 1 mm de longitud–y de estructura más reducida de todas lasangiospermas (= plantas con flor). Su distribu-ción es prácticamente cosmopolita en ambien-tes acuáticos, y se consideran ‘eutróficas’ porcuanto que crecen en aguas eutrofizadas.

El aspecto externo de las Lemnaceae es elpequeños cuerpos verdes (de 1 a 15 mm delongitud), que salvo excepción, son más omenos redondeados; reciben una denominaciónespecífica: ‘frondes’, porque no hay distintiva-mente hoja y tallo; en la parte inferior del fron-de pueden existir 1 raíz (Lemna), varias raíces(Spirodela), o ninguna (Wolffia y Wolffiella),dependiendo de la especie que se trae. Las raí-ces, en los géneros que las tienen, son tambiénmuy pequeñas, usualmente de longitud menor a10 mm. El tamaño y la morfología del fronde,junto con la presencia o no de raíces, y otros

caracteres, sirven para identificar el génerobotánico del espécimen que se trate, ya que lafloración muy rara vez se produce. Para su pro-pagación, la planta se reproduce vegetativamen-te desarrollando nuevos frondes (frondes ‘hijo’)en la base del fronde madre. En la naturaleza esusual que en una misma localización crezcan altiempo varias especies de Lemnaceae; estehecho, unido a las similitudes morfológicas entreellas y al pequeño tamaño de los especímenesdificulta mucho la identificación a nivel de espe-cie de la población.

Figura 7-14

4.2.2. Ciclo de desarrollo

En la naturaleza, la llegada de Lemnaceae a undeterminado medio acuático se produce a tra-vés de un agente dispersador accidental, comopueden ser las aves, el hombre o la introducciónde un flujo que agua que contenga algún fronde.La colonización del nuevo medio se producerápidamente, siempre que las condicionesambientales sean favorables para la especie.Como ya se ha indicado, el mecanismo de pro-pagación de las Lemnaceae es vegetativo,mediante la formación de ‘frondes hijo’ a partirde un ‘fronde madre’. Este mecanismo es muyeficaz llegando algunas especies incluso a dupli-carse en número en tan sólo 24 h. Además, unmismo fronde puede producir al menos 10-20frondes más durante su vida. Por esta razón lasLemnaceae tienen una alta productividad poten-cial en biomasa.

4.2.3. Aplicación

En términos generales, aunque hay diferencias

104

Manual de fitodepuración. Filtros de macrofitas en flotación

Plantas individualiza-das de Lemnaminor, flotan-do en agua © M. D. Curt

Page 15: CAPÍTULO Macrofitas de interés en fitodepuración. · ble en el manejo de los humedales artificiales– ... Manual de fitodepuración. Filtros de macrofitas en flotación Inflorescencias

entre las distintas especies, puede indicarse quelas Lemnaceae crecen bien en medios acuáticoscon contaminación orgánica o medios eutrofiza-dos. La reproducción se ve muy activada por latemperatura. Por ejemplo, a 27ºC el área colo-nizada por Lemna sp. se duplica cada 4 días.

Las Lemnaceae se pueden utilizar en siste-mas acuáticos de tratamiento de aguas residua-les, de modo semejante a la aplicación de losjacintos de agua. Estos sistemas suelen desarro-llarse para el tratamiento de efluentes de lagu-nas facultativas, ya que permiten reducir eficaz-mente la concentración de algas del efluente, aconsecuencia del efecto de sombreo creadopor la cobertura de la lámina de agua. EnEstados Unidos se han llevado a cabo eficaz-mente instalaciones de tratamiento de influen-tes de alta carga contaminante (420 mg/L deDBO5 y 364 mg/L de sólidos en suspensión)con Lemnaceae. En relación con la remoción denutrientes hay que indicar que el cuerpo vege-tativo de las Lemnaceae tiene un alto contenidoen nitrógeno total (4.6% de media y 7% máxi-mo, sobre peso seco), por lo que si se obtieneuna alta productividad en biomasa y se retira delmedio acuático periódicamente, pueden remo-verse del agua cantidades significativas de nitró-geno. Con respecto al fósforo, hay que indicarque el contenido medio en la biomasa deLemnaceae es del orden del 0.8%; la remociónde este contaminante dependerá igualmente dela productividad del sistema. Aproximadamente,un metro cuadrado de superficie de lámina deagua cubierta con Lemna equivale a 25 g depeso seco de biomasa. Suponiendo que se man-tenga un ritmo de colonización de que cada 4días se duplique la superficie, se podría removerdel sistema mediante la cosecha periódica de labiomasa producida en la mitad de la superficie1.16 g de N y 0.2 g de P cada cuatro días.

4.2.4. Técnicas de manejo en los humedalesartificiales

• Implantación

La implantación de las lentejas de agua en lossistemas acuáticos de tratamiento de aguas resi-duales se realiza mediante la dispersión de unamuestra de agua que contenga plantas de

Lemnaceae. En condiciones favorables, las plan-tas colonizarán el nuevo medio rápidamentepor propagación vegetativa. Por ejemplo, unúnico ejemplar de L. minor, que ocupa un áreasuperficial aproximada de 0.12 cm2, en menosde un año puede formar una colonia que cubrauna superficie de más de 1 m2 de la lámina deagua.

• Accidentes, plagas y enfermedades

Las heladas pronunciadas afectan negativamentela población de lentejas de agua. Uno de los pri-meros efectos de las bajas temperaturas es lapigmentación rojiza de la población. Para Lemnaminor se indica que tolera bien temperaturasmedias invernales de 1 a 3ºC, pero las plantasúnicamente vegetan; es decir, el crecimiento dela población está interrumpido y la eficacia delsistema de tratamiento de las aguas puede versecomprometida, excepto en lo que se refiere alefecto del sombreo. Por otra parte, tambiéncabe reseñar el efecto del viento sobre estos sis-temas acuáticos de tratamiento. Las lentejas deagua son sensibles al viento por el pequeñotamaño de las plantas, con lo que puede ocurrirel desplazamiento de la población hacia unaposición de la balsa, dejando parte de la láminade agua al descubierto, y por tanto, reduciendola eficacia del sistema.

Figura 7-15.

• Cosecha

Como ya se ha indicado, es necesaria la remo-ción parcial de la población de las lentejas deagua con una cierta periodicidad, para eliminardel sistema los nutrientes extraídos por lasplantas.

105

Macrofitas de interés en fitodepuración CAPÍTULO7

Estanque deagua de riegoafectado porLemna minor.Obsérvese laposición late-ral de la masade Lemna,como conse-cuencia delviento dominante. © M.D. Curt

Page 16: CAPÍTULO Macrofitas de interés en fitodepuración. · ble en el manejo de los humedales artificiales– ... Manual de fitodepuración. Filtros de macrofitas en flotación Inflorescencias