Al igual que con muchas otras especies acuáticas , las plantas de lenteja de agua crecen mejor en agua con altos niveles de nitrógeno y fosfato. La eutrofización de un cuerpo de agua puede producir estas condiciones y favorece el crecimiento de las mismas. A medida que crecen, las plantas de la lenteja de agua absorben estos nutrientes del agua. Las plantas flotantes son relativamente fáciles de eliminar al rasparlas.

Una cubierta de frondas de lenteja de agua sombrea el agua por debajo y puede reducir el crecimiento de algas, que de lo contrario se produce en condiciones eutróficas. La prevención de este crecimiento de algas es beneficiosa, ya que un crecimiento excesivo de estas eventualmente morirá y se descompondrá, reduciendo el contenido de oxígeno disuelto en el agua. Esta pérdida de oxígeno es perjudicial para los peces.

Descripción

Las lentejas de agua (género Lemna) y los géneros relacionados de la familia de la misma (Lemnaceae) son las plantas con flores más pequeñas conocidas. Las plantas individuales consisten en una sola hoja oval plana (técnicamente un tallo modificado) de no más de ¼ de pulgada de largo que flota en la superficie de estanques, lagos y cuencas en movimiento.

La inflorescencia de la lenteja de agua, que consiste en dos flores estaminadas microscópicas y una pequeña flor pistilada en un saco en forma de bolsa, casi nunca se ve. Los taxónomos creen que las flores de la misma son versiones modificadas de la espata frondosa familiar y el espadijo. Las lentejas de agua probablemente pertenezcan a una versión ampliada de la familia Arum.

A pesar de su tamaño diminuto, las flores de la planta pueden atraer moscas, ácaros, Pequeñas arañas, e incluso abejas que pueden esparcir el polen de la planta después de ser atraídas por las secreciones pegajosas del estigma. Las lentejas de agua también pueden ser "polinizadas por contacto" a través de la colisión de tallos flotantes adyacentes que desprenden el polen y se extienden al estigma receptivo.

Las poblaciones densas son una fuente importante de alimento para las aves acuáticas y los peces acuáticos, pero pueden convertirse en una molestia para los humanos. Sin embargo, los científicos han llegado a apreciar recientemente la rápida tasa de crecimiento de estas, y las plantas se están utilizando para la biorremediación de vías de agua con cantidades excesivas de fósforo y nitrógeno de la escorrentía agrícola.

Distribución de la Lenteja de agua

Las especies de lenteja de agua se adaptan a una amplia variedad de zonas geográficas y climáticas, con la mayoría de las especies que habitan áreas tropicales y subtropicales. No crecen en desiertos sin agua y áreas permanentemente congeladas. Las especies de Lemna, por ejemplo, son muy raras en regiones con precipitaciones altas o muy bajas y no se encuentran en Groenlandia o las Islas Aleutianas.

Botánica de la Lenteja de agua

La temperatura y la luz solar controlan el desarrollo, con un crecimiento máximo entre 17.5 y 30º C. El crecimiento es más lento a bajas temperaturas, y las plantas tienden a morir cuando la temperatura del agua sube por encima de los 35° C. En clima frío, muchas especies de lenteja de agua forman una fronda de almidón (turión) especializada que se hunde en el fondo del estanque donde permanece latente hasta que el agua tibia reanuda el crecimiento normal.

Estas plantas tienen un amplio rango de tolerancia para el pH y sobreviven bien de pH 5 a 9, aunque los niveles de tolerancia dependen de la especie. Las lentejas de agua pueden crecer en agua de cualquier profundidad, pero no pueden sobrevivir en agua en rápido movimiento (más de 0,3 m/s), o agua expuesta al viento.

En general, las plantas son robustas en términos de supervivencia con un rango extremo de tolerancia a la temperatura, pH, conductividad, nitrógeno y fósforo. Sin embargo, son sensibles porque prosperan dentro de rangos bien definidos de requisitos óptimos. Las aves y las inundaciones a menudo dispersan las lentejas de agua a diferentes áreas geográficas.

Variedades de Lenteja de agua

Nueve especies de lenteja de agua se encuentran en América del Norte. La lenteja de agua común (L. minor) es la especie más extendida, que abarca todo Canadá y se reporta para todos los estados excepto Hawai y Carolina del Sur. La identificación de la lenteja de agua a las especies puede ser complicada debido a su tamaño diminuto y la ausencia de caracteres florales llamativos. El tamaño del tallo y el número de raíces (si corresponde) distinguen otros géneros en la familia de la lenteja de agua.

Las principales especies de lenteja de agua son las siguientes:

• Lemna minor
• Lemna gibba
• Spirodela polyrhiza
• Wolffia arrhiza

Otros tipos de lenteja de agua

Landoltia punctata , disperma Lemna , japonica Lemna , Lemna minuta , paucicostata Lemna , Lemna perpusilla , Lemna Trisulca , Lemna turionifera , Lemna valdiviana , Spirodela biperforata , Spirodela intermedia , Wolffia australiana , Wolffia columbiana , Wolffia microscopia , Wolffia neglecta , Wolffiella caudado , Wolffiella denticulata , Wolffiella lingulata ,Wolffiella oblonga , Wolffiella rotunda.

Como se cultiva la Lenteja de agua

Las lentejas de agua se propagan rápidamente a través de cuerpos de agua tranquilos enriquecidos con nutrientes. En condiciones ideales, el área cubierta por las frondas puede duplicarse en pocos días. Este rápido crecimiento es propulsado por el diseño de la planta. Cada fronda contiene un meristema central que es el origen de nuevas frondas, como 10-20 más durante el ciclo de vida vegetativo, dependiendo de la especie.

Los estudios demuestran que la lenteja de agua puede crecer 30 por ciento más rápido que el jacinto de agua . Los investigadores estudiaron recientemente el crecimiento de 13 especies que representan los cinco géneros de lentejas de agua en condiciones de laboratorio y encontraron que los tiempos de duplicación oscilaron entre 1,34 y 4,54 días.

A menudo, las especies se propagan asexualmente formando cadenas de nuevos tallos a partir de brotes vegetativos. Algunas lentejas de agua también pueden producir brotes especializados llamados turiones que rompen el tallo paterno y se hunden en el fondo de un lago o estanque durante el invierno.

En primavera, los turiones llenos de almidón comienzan a metabolizarse rápidamente, haciendo que la estructura flote de regreso a la superficie y crezca en un tallo de lenteja de agua típico. Las lentejas de agua crecen rápidamente y producen nuevos brotes.

Cuidados de la Lenteja de agua

• Aunque las plantas de la lenteja de agua se pueden establecer fácilmente, el cultivo de la lenteja de agua requiere un manejo intensivo para una producción óptima, con atención diaria y recolección frecuente durante todo el año para garantizar una productividad óptima.
• La profundidad del estanque debe ser de 20 a 50 cm para reducir las posibles fuentes de estrés y para facilitar la recolección.
• Los principales problemas son cuándo, cuánto y qué fertilizantes aplicar y cuándo cosechar.
• La urea, el muriato de potasa y el superfosfato triple son fuentes adecuadas de N, y K y P, respectivamente.
• Cualquier material orgánico de desecho que sea fácilmente biodegradable y tenga un contenido de nutrientes suficientemente alto puede usarse para el cultivo de la lenteja de agua. Las fuentes más económicas de residuos adecuados son el estiércol, los desperdicios de cocina, los desechos de las plantas de procesamiento de alimentos, los efluentes de biogás y los desechos de mataderos.
• Materiales sólidos, como el estiércol del ganado, el suelo nocturno de las aldeas o los desechos de procesamiento de alimentos, también pueden mezclarse con agua y agregarse a los estanques.
• La lenteja de agua se debe cosechar con frecuencia, preferiblemente a diario, la densidad del cultivo en pie determina la cantidad y el tiempo de las cosechas. Por ejemplo, el 10-35% se puede cosechar diariamente y las plantas restantes quedan en el estanque para un mayor crecimiento.

Cosecha de la Lenteja de agua

Las lentejas de agua contienen mucha agua (92-95%) y, por lo tanto, son extremadamente voluminosas y perecederas cuando se cosechan. Mientras que la alimentación de la lenteja de agua seca es a menudo prometedora desde un punto de vista nutricional, se deben tener en cuenta los aspectos económicos y prácticos del secado. El secado puede ser demasiado costoso y no es factible, especialmente para los pequeños agricultores.

Debido al alto contenido de agua, el secado artificial es costoso: un ensayo en los Países Bajos requirió 30 horas a 40° C para disminuir la humedad del 95 al 10%. Por lo tanto, son preferibles los métodos naturales o menos costosos (secado al sol, secado a la sombra, secado al aire). Los métodos de secado no deben disminuir los niveles de caroteno y xantofilas en la planta cuando la lenteja de agua está destinada al ganado que requiere estos pigmentos.

Rendimientos

Las lentejas de agua son plantas altamente productivas, capaces de un nivel de productividad más cercano al obtenido con microorganismos que con otras plantas superiores. Estas plantas pueden duplicar su masa en 16 horas a 2 días con una disponibilidad óptima de nutrientes, luz solar y temperatura del agua. Esto resulta en un crecimiento exponencial que dura hasta que las plantas se agolpan o se quedan sin nutrientes.

Los rendimientos varían ampliamente de 9 a 38 t DM / ha / año, dependiendo de la especie, las condiciones climáticas, el suministro de nutrientes y las condiciones ambientales. En Louisiana, por ejemplo, en condiciones de verano, con una gran fertilización, se han obtenido hasta 44 t / ha /. Se pueden obtener rendimientos promedio de alrededor de 10-20 t DM / ha donde los nutrientes generalmente no son limitantes y se practica la recolección frecuente para evitar el hacinamiento de las plantas.

Propiedades y beneficios de la Lenteja de agua

Desde la década de 1970, las lentejas de agua han atraído una atención considerable por su alto contenido de proteínas, la rápida acumulación de biomasa en comparación con las plantas terrestres y la capacidad de absorber nutrientes y otros productos. Estas plantas pueden crecer muy rápidamente en pequeños estanques, zanjas o pantanos donde pueden extraer grandes cantidades de nutrientes, lo que hace que la planta sea una fuente potencial de proteínas.

Usos comestibles

• En muchas partes del mundo, las lentejas de agua son consumidas por aves domésticas y silvestres, peces, animales herbívoros y humanos.
• Una de las especies más pequeñas (Wolffia arrhiza) ha sido utilizado como vegetal nutritivo por , loatianos y la gente del norte de Tailandia por generaciones.

Usos medicinales

Toda la planta fresca se usa para hacer medicina. Las personas toman la lenteja de agua para la hinchazón (inflamación) de las vías respiratorias superiores, la piel amarillenta debido a problemas hepáticos (ictericia) y artritis.

Otros usos

Estas plantas tienen una alta capacidad de absorción de minerales, pueden tolerar altas cargas orgánicas y, por lo tanto, se utilizan para procesar aguas residuales y eliminar contaminantes.

Curiosidades de la Lenteja de agua

• La cosecha de la lenteja de agua como cultivo puede eliminar contaminantes y proporcionar un valioso alimento o fertilizante para el ganado.
• Los investigadores están desarrollando técnicas para utilizar las lentejas de agua modificadas genéticamente para sintetizar la insulina y otras proteínas valiosas comercialmente.
• Las especies sumergidas y de hojas flotantes o formadoras de esteras generalmente responden más fuertemente al enriquecimiento que los, porque los primeros obtienen nutrientes directamente de la columna de agua, mientras que los últimos los obtienen de los sedimentos.

Impacto medioambiental

Invasividad

Las lentejas de agua forman grandes cubiertas en las vías fluviales, lo que puede afectar negativamente la calidad del agua y causar molestias por el olor. Se recomienda eliminar estas cubiertas con frecuencia, pero la eliminación y el compostaje pueden ser costosos. El uso de esta planta como alimento para animales puede ser una alternativa sostenible.

Tratamiento de aguas y biorremediación.

Las lentejas de agua pueden reducir los efectos de la eutrofización y proporcionar oxígeno a partir de su capacidad para mantener la fotosíntesis. Se utilizan ampliamente para reducir la carga química de los estanques de aguas residuales durante el tratamiento de aguas residuales.

Se han utilizado para eliminar diversos contaminantes, incluidos metales pesados, hormonas estrogénicas, para la biorremediación de efluentes de curtiembres o agua contaminada por refinerías de petróleo. Las plantas de tratamiento de aguas residuales de lenteja de agua pueden eliminar hasta el 99% de los nutrientes y sólidos disueltos contenidos en las aguas residuales.

Las plantas también reducen los sólidos suspendidos y la demanda de oxígeno bioquímico mediante la disminución de la luz solar en las lagunas. Los sistemas de lentejas de agua se distinguen de otros mecanismos de tratamiento de aguas residuales efluentes en que también producen una valiosa biomasa rica en proteínas como subproducto.