부레옥잠
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1. 개요
부레옥잠은 넓고 두꺼운 잎과 부력 있는 구근 모양의 잎자루를 가진 수생식물로, 최대 1m까지 자란다. 꽃은 라벤더색에서 분홍색을 띠며, 런너 또는 기는줄기를 통해 번식한다. 남아메리카가 원산지이나, 현재는 전 세계적으로 분포하며 외래종으로 간주된다. 부레옥잠은 수질 정화, 바이오에너지 생산 등 다양한 용도로 활용되지만, 과도한 번식으로 인해 수로를 막고 어류의 생존을 위협하는 등 생태계 문제를 야기하기도 한다. 따라서 생물학적, 화학적, 물리적 방제 방법을 통해 관리하며, 활용과 피해 사이의 균형을 맞추기 위한 노력이 이루어지고 있다.
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| 부레옥잠 - [생물]에 관한 문서 | |
|---|---|
| 기본 정보 | |
 | |
| 학명 | Pontederia crassipes |
| 이명 | Eichhornia crassipes |
| 속 | 부레옥잠속 Eichhornia |
| 과 | 물옥잠과 |
| 목 | 백합목 |
| 아강 | 투유크사류 |
| 강 | 외떡잎식물 |
| 문 | 속씨식물 |
| 계 | 식물계 |
| 원산지 | 아마존 분지 |
| 다른 이름 | 물옥잠 |
| 영어 이름 | Common Water Hyacinth |
| 특징 | |
| 형태 | 수생 식물 |
| 잎 | 둥근 모양, 잎자루는 부풀어 있음 |
| 꽃 | 연한 보라색, 6장의 꽃잎 |
| 번식 | 매우 빠른 속도로 번식 |
| 부레 | 잎자루가 부풀어 있어 물에 뜸 |
| 생태 | |
| 서식지 | 연못, 호수, 하천 등 |
| 문제점 | 빠른 번식력으로 수로를 막음 수생 생태계를 파괴 |
| 관리 | 인위적인 제거, 천적 활용 |
2. 형태 및 생태
'''부레옥잠'''은 넓고 두꺼운 난형의 잎을 가지며, 물 표면 위로 최대 1m까지 자랄 수 있다. 잎은 줄기에서 10–20 cm 크기이며, 물 표면 위에서 부력 있는 구근 모양의 결절을 통해 부유한다.[4] 그들은 길고, 스펀지 같고, 구근 모양의 자루를 가지고 있다. 깃털 모양의 자유롭게 매달린 뿌리는 자주색-검정색이다. 잎자루를 자르면 공기 주머니 여러개를 볼 수 있다. 이는 수생식물의 특성상 물에 뜨기 위한 것이다. 일본에서는 이 부레와 같은 둥근 모양의 잎자루를 포대(호테이)의 불룩한 배에 비유하여 "호테이아오이(포대규/ホテイアオイ일본어)''라고 불리게 되었다. 줄기는 매우 짧고, 잎은 민들레와 같은 로제트 모양으로 달린다. 물 속에는 뿌리가 뻗어 있는데, 수염뿌리 모양으로 물 속에 흩어져 있고, 각 뿌리에서 많은 털뿌리가 나오기 때문에 시험관 솔과 같다. 이는 추의 역할을 하여 부레 모양의 잎자루 등 틈새가 많은 수상부와 균형을 이루어 수면에서의 자세를 유지한다.
곧은 자루는 6개의 꽃잎이 있으며, 대부분 라벤더에서 분홍색을 띠는 8~15개의 눈에 띄게 매력적인 꽃의 단일 가시를 지지한다. 꽃이 피지 않을 때는 부레옥잠을 개구리밥(''Limnobium spongia'')[4] 또는 아마존 개구리밥(''Limnobium laevigatum'')으로 착각할 수 있다.
가장 빠르게 성장하는 식물 중 하나인 부레옥잠은 주로 런너 또는 기는줄기를 통해 번식하며, 결국 딸 식물을 형성한다. 각 식물은 또한 매년 수천 개의 씨앗을 생산할 수 있으며, 이 씨앗은 28년 이상 생존할 수 있다.[5] 일반적인 부레옥잠은 활발하게 성장하며, 매트는 1~2주 만에 크기가 두 배로 커질 수 있다. 크기가 아닌 식물 수로 따지면 23일 만에 100배 이상으로 증식한다고 한다.
원산지에서 꽃은 긴 혀를 가진 벌에 의해 수분되며, 식물은 유성 생식과 무성 생식을 모두 할 수 있다. 부레옥잠의 침입성은 자기 복제 능력과 관련이 있으며, 큰 덩어리는 모두 동일한 유전자 형태의 일부일 가능성이 높다.
부레옥잠은 세 가지 꽃 형태를 가지고 있으며 "이형예"라고 불린다. 꽃 형태는 암술의 길이에 따라 명명된다: 긴(L), 중간(M), 짧은(S).[6] 그러나 삼형태 집단은 부레옥잠의 원산지인 남아메리카 저지대로 제한된다; 도입된 지역에서는 M형이 우세하며, L형은 가끔 나타나고 S형은 전혀 나타나지 않는다.[7] 이러한 꽃 형태의 지리적 분포는 창시자 효과가 이 종의 전 세계적인 확산에 중요한 역할을 했다는 것을 나타낸다.[8]
여름에 꽃이 핀다. 꽃줄기가 잎 사이에서 높이 솟아올라, 큰 꽃을 몇 개에서 수십 개 피운다. 꽃은 연보라색이며, 꽃잎은 6장, 위를 향한 꽃잎이 폭이 넓고, 가운데에 노란색 반점이 있으며, 주위를 보라색 무늬가 둘러싸고 있다. 꽃이 지면 꽃줄기는 굽어져 끝을 물 속에 꽂는 형태가 되고, 열매는 물 속에서 성장한다.
익은 열매는 물 속에서 터져, 물 속에 종자를 흩뿌린다. 종자에서 발아한 묘는 처음부터 부레옥잠 형태의 생활 방식을 취하는 것이 아니라, 얕은 물 속이나 물가의 흙 위에서 땅 속에 뿌리를 내리고 성장하며, 포기가 커지면 잎자루에 부레를 만들어 수면에 생활 터전을 넓혀간다. 또한, 줄기에서 수평으로 가지를 뻗어, 그 끝에 싹이 생겨 새로운 포기를 만든다. 이것으로 재빨리 수를 늘려, 큰 집단이 된다. 집단이 더욱 커져, 수면을 메울 정도로 되면, 서로 기대어 키가 커지고, 두꺼운 녹색 융단을 수면에 만들어낸다.
전체적인 형태는 생육 상태에 따라 상당히 달라진다. 작을 때는 잎도 짧고, 잎자루의 부레도 구형에 가까워 물 표면에 닿아 있지만, 잘 자라면 부레는 타원형이 되고, 수면에서 10cm도 솟아오른다. 게다가, 다수가 모여 있을 때는 잎자루는 가늘고 길어지고, 잎도 타원형이 되어 솟아오르게 된다. 물이 얕은 곳에서 뿌리가 흙에 닿으면, 흙 속에 뿌리를 깊이 내리고, 흙 속의 비료분을 계속 흡수하여 더욱 키가 커지며, 전체 키는 최대 150cm까지 된다.[102] 이렇게 되면 잎자루는 더 이상 가늘고 길게 뻗어 부레 모양이 되지 않는다. 또한, 이 상태로 물에 띄워두면 잠시 후 잎자루가 다시 부풀어 오른다.
일조량이 높은 환경에서 가장 잘 번성하며, 실내 등 광량이 낮은 환경에서는 점차 쇠약해져 고사한다.
2. 1. 잎자루의 특징
부레옥잠은 수생식물로, 볼록하게 생긴 잎자루가 있어 물에 뜰 수 있다. 잎자루를 자르면 여러 개의 공기 주머니를 관찰할 수 있다. 일본에서는 이 부레와 같은 둥근 모양의 잎자루를 포대(호테이)의 불룩한 배에 비유하여 "호테이아오이(포대와 같은 모양의 아욱)"라고 부른다.부레옥잠의 전체적인 형태는 생육 상태에 따라 달라진다.[102] 작을 때는 잎자루의 부레가 구형에 가깝지만, 잘 자라면 타원형이 되고 수면에서 10cm 정도 솟아오른다.[102] 다수가 모여 있을 때는 잎자루가 가늘고 길어진다.[102] 물이 얕은 곳에서 뿌리가 흙에 닿으면 흙 속에 뿌리를 깊이 내리고, 잎자루는 더 이상 부레 모양이 되지 않는다.[102]
2. 2. 생육 조건
부레옥잠은 열대 사막에서부터 아열대 또는 온대, 온난 사막에서 열대 우림 지역까지 분포한다.[9] 최소 생장 온도는 12°C이며, 최적 생장 온도는 25-30°C이고, 최대 생장 온도는 33-35°C이다.[9] pH 내성은 5.0~7.5로 추정된다.[9] 잎은 서리에 의해 죽으며, 34°C 이상의 수온을 견디지 못한다.[9] 부레옥잠은 평균 염도가 해수 염도의 15% 이상인 곳에서는 자라지 않는다.[9] 기수에서는 잎이 굽어지고 엽록증이 나타나 결국에는 죽는다.[9]질소를 고정하는 세균의 일종인 ''Azotobacter chroococcum''은 잎자루 밑 부분에 집중되어 있을 가능성이 높지만, 식물이 극심한 질소 결핍 상태가 아니면 질소를 고정하지 않는다.[10] 신선한 식물에는 가시가 있는 결정이 들어 있다.[4] 이 식물은 청산가스, 알칼로이드, 트리테르페노이드를 함유하고 있으며, 가려움을 유발할 수 있다고 보고되었다.[11] 2,4-디클로로페녹시아세트산(2,4-D)을 살포한 식물은 오염된 환경에서 치사량의 질산염 및 기타 유해 물질을 축적할 수 있다.[12]
3. 분포
남아메리카가 원산지인[101] 부레옥잠은 현재 북아메리카, 유럽, 오세아니아, 하와이, 일본, 타이완, 대한민국, 동남아시아 등 전 세계적으로 널리 퍼져 외래종으로 분포한다.[101]
3. 1. 한국의 분포
4. 유입 및 확산
일본에는 1884년 도래설이 통설로 되어 있지만[114], 실제로는 이보다 전에 일본에 도래했다는 지적이 있다[114].[ [우타가와 쿠니사다] ](3대 토요쿠니, 1865년 사망)의 작품에 부레옥잠과 금붕어, 미녀를 소재로 한 우키요에가 있으며, 1855년의 작품으로 감정되었다[114].
4. 1. 미국
미국에는 1884년 뉴올리언스 세계 박람회(세계 면화 백주년 박람회)에서 부레옥잠이 처음 소개되었다는 설이 가장 유력하며,[117] 이후 관상용, 수질 정화용 등으로 널리 퍼져나갔다. 일본 대표단이 박람회에서 부레옥잠을 선물로 나눠주었다는 설도 있으나, 확실한 증거는 없다.이미 1884년에 부레옥잠은 뉴저지 주 보든타운에 본사를 둔 Edmund D. Sturtevant의 ''희귀 수련 및 기타 선택된 수생 식물 카탈로그''에서 판매되고 있었으며, 1895년까지 뉴저지, 뉴욕, 캘리포니아, 플로리다 주에서 씨앗 판매상들이 이를 판매했다.[39] 독일의 요한 니콜라우스 하게/Johann Nicolaus Haage (Gärtner, 1826)de는 1864년부터 부레옥잠을 판매해왔다. ''하퍼스 주간지''(1895)는 뉴올리언스의 한 남자가 1892년경 콜롬비아에서 부레옥잠을 수집하여 집으로 가져왔고, 2년 만에 급증했다는 일화를 실었다.[121]
부레옥잠은 매트 형태로 번식하면서 물고기의 생존을 위협하고, 보트와 선박의 통행을 방해한다.[42] 이러한 현상은 20세기 초 루이지애나 주에서 심각하게 나타났으며, 1890년에 플로리다에 침입하여[41] 수로를 막았다. 1897년 정부는 미국 육군 공병대의 특별 전담반을 파견하여 부레옥잠 문제를 해결하고자 했다.[43] 20세기 초 미국 전쟁부는 증기 및 뜨거운 물 분사, 강산 적용, 석유를 뿌린 후 소각 등 다양한 제거 방법을 테스트했다.[43] 포화 용액 살포가 효과적이었으나 비용이 많이 들어, 비산을 활성 성분으로 하는 제초제를 사용했다.[43] 1905년까지 이 제초제를 사용했으며, 다른 백색 비소 기반 화합물로 대체했다.[43] 그러나 살포는 부레옥잠을 완전히 제거하기 어려웠고, 생물학적 제어 수단이 필요할 수 있다고 제안되었다.[43]
1910년, 새로운 식량 협회는 하마를 수입하여 부레옥잠을 먹게 하고, 육류 위기를 해결하자는 과감한 해결책을 제시했다. 로버트 브루사드 의원이 발의한 미국 하마 법안(H.R. 23621)은 프레데릭 러셀 번햄 소령과 프리츠 듀케스 대위의 지지를 받았으나, 한 표 차이로 통과되지 못했다.
부레옥잠은 인도매너티가 서식하는 수역에도 도입되어 생물 정화 목적으로 사용되었다. 1956년, ''E. crassipes''는 미국 내 판매 또는 운송 금지 품목이 되었으나, 2020년 12월 27일 HR133에 의해 폐지되었다.[44]
4. 2. 아프리카
부레옥잠은 18세기 말에서 19세기 초 이집트의 무함마드 알리 시대에 이집트로 유입되었을 가능성이 있지만, 1879년까지 침입종으로 인식되지 않았다.[45] Brij Gopal에 따르면 이집트 침입 시기는 1879년에서 1892년 사이이다.[46] 1910년경에는 남아프리카 공화국으로 유입되었으며,[47] 노스웨스트 주의 하르테베스푸르트 댐은 부레옥잠으로 인해 광범위하게 위협받는 수역이다.
벨기에 식민주의자들에 의해 르완다에 도입된 부레옥잠은 자연적인 방법으로 빅토리아 호로 퍼져나가 1988년에 처음 발견되었다.[50] 천적이 없는 부레옥잠은 호수를 질식시키고 어류 자원을 감소시키며, 키수무와 같은 항구로의 접근을 방해하여 지역 경제를 해치는 생태적 재앙이 되었다.
에티오피아에서는 1965년 코카 저수지와 아와시 강에서 처음 보고되었으며,[51] 에티오피아 전기 및 전력 당국이 막대한 인적 노동력을 투입하여 어느 정도 통제하고 있다. 감벨라 지역, 타나 호에서 수단으로 이어지는 청나일 강, 알렘 테나 근처의 엘렌 호 등도 부레옥잠 번식 지역이다.[51] 2018년에는 타나 호에서 심각한 문제가 되었다. 부레옥잠은 말라위의 리윈데 국립공원에 있는 시레 강에서도 발견된다.
4. 3. 아시아
부레옥잠은 장식용 꽃과 잎 모양 때문에 인도 벵골에 도입되었지만, 침입성 잡초가 되어 수역에서 산소를 고갈시키고 어류 개체수 파괴를 초래했다.[52] 부레옥잠은 벵골에서는 "(아름다운) 푸른 악마"로, 인도 다른 지역에서는 "벵골의 공포"로 불렸으며, 제1차 세계 대전 발발 시 독일 카이저 잠수함 임무가 도입에 관여했다는 믿음 때문에 방글라데시에서는 "독일 잡초"(벵골어: ''Germani pana'')라고 불렸다. 벵골 강에서 항해 가능성에 영향을 미치는 부레옥잠을 근절하기 위한 공동 노력이 이루어졌다. 1936년 벵골 부레옥잠 법은 식물의 재배를 금지했다. 1947년까지 문제는 해결되었고, 강에서 항해 가능성이 회복되었지만, 식물은 여전히 습지에 존재한다.[53][54] 스리랑카에서는 영국이 일본 항공기가 불안정한 착륙장에 착륙하도록 유도하기 위해 심었다는 소문이 돌면서 "일본의 골칫거리"라고 불렸다.
통설에 따르면 1884년 원예 목적으로 일본에 들어왔지만, 우키요에 예술가 우타가와 쿠니사다(3대 토요쿠니, 1865년 사망)가 1855년에 부레옥잠, 금붕어, 미인을 묘사한 목판화를 제작했다는 연구 결과도 있다. 이 식물은 채워진 (유리 제품) 어항이나 유약 처리된 토기 수련 냄비 (히바치 냄비가 대체품으로 사용됨)의 수면에 띄워진다.
1930년대에 부레옥잠은 사료, 관상용 식물, 하수 관리 식물로 중국에 도입되었고, 사료로 남부 지역에 널리 심어졌다. 1980년대부터 중국 내륙 산업의 급속한 발전과 함께 내륙 수역의 부영양화가 심화되었다. 효율적인 무성 생식과 환경 적응 메커니즘의 도움으로 부레옥잠은 강 유역에서 광범위하게 확산되기 시작했다. 부레옥잠은 강을 막고 수로 교통을 방해했다. 예를 들어, 저장성을 비롯한 여러 성의 수로가 급속히 성장하는 부레옥잠에 의해 막혔다. 게다가, 물에 떠다니는 다량의 부레옥잠은 물로 들어가는 햇빛을 차단하고, 부패하면서 물 속의 용존 산소를 소비하고, 수질을 오염시키며, 다른 수생 식물을 죽일 수 있다. 부레옥잠의 발생은 지역 생태계의 생물 다양성에 심각한 영향을 미쳤으며, 지역 주민들의 생산, 생활 및 건강을 위협했다.
5. 문제점
부레옥잠은 최대 95%가 물로 구성되어 있어 증산률이 높다.[25] 따라서 이 종으로 덮인 작은 호수는 마를 수 있으며, 지역 사회는 적절한 물이나 식량 공급을 받지 못하게 된다. 일부 지역에서는 부레옥잠이 밀집하여 수로 사용을 방해하여 운송(인간 및 화물 모두)의 손실뿐만 아니라 어업 가능성의 손실로 이어진다.[26][27] 부레옥잠을 수역에서 제거하고 수확된 잔해를 파괴하는 방법을 찾는 데 막대한 금액이 할당된다.[28] 부레옥잠을 기계적으로 수확하려면 상당한 노력이 필요하다. 100만 톤의 신선한 바이오매스를 제거하려면 40m3 용량의 트럭 75대가 365일 동안 매일 필요하다.[29] 그런 다음 부레옥잠은 폐기물 처리장으로 옮겨져 분해되도록 하여 CO2, 메탄 및 질소 산화물을 방출한다.[30]
부레옥잠의 밀생은 하천을 폐쇄하여 보트나 화물선의 교통을 방해하고, 어류가 사멸하는 등의 해를 끼친다。 루이지애나주에서도 이러한 폐해가 발생하여, 19세기 말이나 20세기 초에는 현저한 문제로 대두되었다。
1890년경에 침입이 시작된 플로리다주에서는[122], 결국 추정 50 kg/m2의 부레옥잠이 수로를 뒤덮었다고 한다[123]。 그리고 세인트존스강의 폐쇄 등 사태가 심각해져 1897년 중앙 정부에서 군부 공병(미국 육군 공병 사령부)의 대책반을 모집하여 플로리다, 루이지애나 등 멕시코만 연안 각 주에 파견하여 부레옥잠 제거에 나섰다。
초기의 제거 사례로는 1890년경, 루이지애나주의 벌목업이 갈퀴를 찔러 넣어 강가로 긁어 올리는 방법으로 기계적인 제거를 시도했다。
이처럼 20세기 초, 미국 구 육군성(공병 사령부)가 제거 실험을 실시하여 증기・열탕 방출, 염산・황산・석탄산(페놀) 살포, 그리고 석유 살포와 방화에 의한 수단이 시도되었지만에는 "Beaumont fuel oil"(중유)로 되어 있다。}}, 만족스러운 결과를 얻지 못했고, 염분은 효과적이었지만 고비용으로 간주되어 결국 Harvesta라는 회사가 개발한 비산을 주성분으로 하는 제초제에 기대를 걸게 되었다[124]。
1910년에는 당시 사회 문제였던 육류 부족 문제와 이 부레옥잠 문제를 일거에 해결하려는 법안이 제안되었다。 기안자는 루이지애나주 선출 의원인 였으며, 발안 및 추진에는 아프리카에 정통한 탐험가 프리츠 듀케인과 남아메리카의 군인 이 관여했다. 아프리카에서 하마를 이입하여 대규모 목장을 만들어 그 동물들에게 부레옥잠을 먹여 육류 시장에 내놓자는 법안으로, 미국 의회의 가결까지 단 한 표 차이로 폐안되었다。 결국 남부는 습지를 간척하여 목초지로 만들어 육우를 사육함으로써 육류 부족을 해소하게 되었다。
루이지애나주에서는 N. eichorniae 종의 바구미가 부레옥잠의 증식을 억제하는 데 상당한 효과를 보였다. 개체의 전체 길이, 무게, 뿌리의 길이가 쇠퇴하고, 자구의 생산 감소도 나타났다[125]。 플로리다주에서도 Neochetina 속 2종과, 잎말이 Niphograpta albiguttalis의 유충이 1970년대에 도입되었지만, 추적 조사에서는 야외에서 N. eichorniae 종의 바구미 생존이 주로 확인되었으며, 나방의 흔적은 없었다. 그리고 생물량 감소, 개화(종자) 98% 감소 등 일정한 효과가 있었다고 평가되었다. 그러나 표면적 감소로 보면 16.8% 감소에 그쳐, 생물 방제에 대한 전면적인 정책 방향 전환을 정부 기관에 촉구하기에는 이르지 못했다고 지적된다。
5. 1. 사회경제적 영향
부레옥잠의 빠른 증식 속도는 수자원을 고갈시켜 지역 사회의 물 공급과 식량 생산에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 또한, 부레옥잠이 하천을 막아 선박 운행을 방해하고 어류를 사멸시키는 등 수로 이용에 지장을 주어 운송 및 어업 활동에 경제적 손실을 야기한다.19세기 말, 루이지애나주에서는 부레옥잠으로 인한 피해가 심각해져 벌목업자들이 갈퀴를 이용해 기계적으로 제거하는 방법을 시도했다. 플로리다주에서는 부레옥잠이 수로를 뒤덮어 세인트존스강이 폐쇄되는 등 문제가 심각해지자, 1897년 미국 육군 공병 사령부 대책반이 멕시코만 연안 각 주에 파견되어 제거 작업을 진행했다. 20세기 초, 미국 육군 공병 사령부는 증기, 열탕 방출, 염산, 황산, 페놀 살포, 석유 살포 및 방화 등 다양한 방법을 시도했으나 큰 효과를 보지 못했고, 결국 비산을 주성분으로 하는 제초제를 사용했다.
1910년에는 육류 부족 문제와 부레옥잠 문제를 동시에 해결하기 위해 하마를 도입하여 부레옥잠을 먹이로 활용하는 법안이 제안되었으나, 미국 의회에서 단 한 표 차이로 부결되었다.
루이지애나주에서는 *N. eichorniae* 종의 바구미가 부레옥잠 증식 억제에 효과를 보였다. 플로리다주에서는 *Neochetina* 속 2종의 바구미와 *Niphograpta albiguttalis* 유충이 도입되어 부레옥잠의 생물량 감소 및 개화(종자) 98% 감소 등 효과가 있었지만, 표면적 감소는 16.8%에 그쳐 생물 방제 정책 전환을 이끌어내지는 못했다.
부레옥잠 제거 및 관리에는 막대한 비용이 소요되며, 제거 과정에서 온실가스가 배출되는 문제도 발생한다.
6. 관리 및 방제
부레옥잠 방제는 부레옥잠의 번식 정도, 지역 기후, 인간 및 야생 동물의 근접성 등 피해를 입은 각 지역의 특정 조건에 따라 달라진다.[59]
세계 각지에서는 침입 외래종으로 여겨지기 때문에 생물학적 방제법도 시도되고 있으며, 방제용 생물로는 두 종류의 바구미 (''Neochetina bruchi'', ''Neochetina eichhorniae'')와 풀나방과의 일종 (''Niphograpta albiguttalis'', =''Sameodes albiguttalis'')가 잘 알려져 있다.[111]
미국에서는 부레옥잠과 같은 물옥잠과의 재래종 (미국물옥잠속 × 6종; 및 폰테데리아 코르다타, 나카바미즈아오이)이 있으며, 이들의 식해(食害)가 우려되는 곤충 등은 방제용 생물로서의 이용 실시에 신중함이 요구된다.[112] 멸구과의 일종 (''Megamelus scutellaris'')은 2010년에는 미국 농무성에 의해 부레옥잠 방제용 생물로 방사되었으며, 식초 선호성도 확인되어 부레옥잠 구제에 대한 기대가 모아지고 있다.[113]
물옥잠과의 재래종에 대한 우려로 인해 미국에서는 사용이 보류된 한 예가, 남미 원산의 노린재목 침노린재과 Eccritotarsus catarinensis이다.[112] 이 침노린재는 남아프리카 공화국과 중국에서는 부레옥잠 대책으로 이미 방사되었다.[112]
남아프리카 공화국에서 생물 방제제로 반수생 메뚜기 (''Cornops aquaticum'')의 가능성이 시도되고 있다.
초기의 제거 사례로는 1890년경, 루이지애나주의 벌목업이 갈퀴를 찔러 넣어 강가로 긁어 올리는 방법으로 기계적인 제거를 시도했다。
부레옥잠의 밀생은 하천을 폐쇄하여 보트나 화물선의 교통을 방해하고, 어류가 사멸하는 등의 해를 끼친다。 루이지애나주에서도 이러한 폐해가 발생하여, 19세기 말이나 20세기 초에는 현저한 문제로 대두되었다.。
1890년경에 침입이 시작된 플로리다주에서는[122], 결국 추정 50 kg/m2의 부레옥잠이 수로를 뒤덮었다고 한다[123]。 그리고 세인트존스강의 폐쇄 등 사태가 심각해져 1897년 중앙 정부에서 군부 공병(미국 육군 공병 사령부)의 대책반을 모집하여 플로리다, 루이지애나 등 멕시코만 연안 각 주에 파견하여 부레옥잠 제거에 나섰다。
20세기 초, 미국 구 육군성(공병 사령부)가 제거 실험을 실시하여 증기・열탕 방출, 염산・황산・석탄산(페놀) 살포, 그리고 석유 살포와 방화에 의한 수단이 시도되었지만。 만족스러운 결과를 얻지 못했고, 염분은 효과적이었지만 고비용으로 간주되어 결국 Harvesta라는 회사가 개발한 비산을 주성분으로 하는 제초제에 기대를 걸게 되었다[124]。
1910년, 당시 사회 문제였던 육류 부족 문제와 이 부레옥잠 문제를 일거에 해결하려는 법안이 제안되었다.。 기안자는 루이지애나주 선출 의원인 로버트・F・부르사르였으며, 발안 및 추진에는 아프리카에 정통한 탐험가 프리츠 듀케인과 남아메리카의 군인 프레데릭 러셀 번함이 관여했다. 아프리카에서 하마를 이입하여 대규모 목장을 만들어 그 동물들에게 부레옥잠을 먹여 육류 시장에 내놓자는 법안으로, 미국 의회의 가결까지 단 한 표 차이로 폐안되었다.。 결국 남부는 습지를 간척하여 목초지로 만들어 육우를 사육함으로써 육류 부족을 해소하게 되었다.。
루이지애나주에서는 N. eichorniae 종의 바구미가 부레옥잠의 증식을 억제하는 데 상당한 효과를 보였다. 개체의 전체 길이, 무게, 뿌리의 길이가 쇠퇴하고, 자구의 생산 감소도 나타났다.[125]。 플로리다주에서도 Neochetina 속 2종과, 잎말이 Niphograpta albiguttalis의 유충이 1970년대에 도입되었지만, 추적 조사에서는 야외에서 N. eichorniae 종의 바구미 생존이 주로 확인되었으며, 나방의 흔적은 없었다. 그리고 생물량 감소, 개화(종자) 98% 감소 등 일정한 효과가 있었다고 평가되었다. 그러나 표면적 감소로 보면 16.8% 감소에 그쳐, 생물 방제에 대한 전면적인 정책 방향 전환을 정부 기관에 촉구하기에는 이르지 못했다고 지적된다.。
6. 1. 화학적 방제
화학적 방제는 환경 및 인간 건강에 미치는 장기적인 영향 때문에 수생 히아신스(부레옥잠) 방제 방법 중 가장 적게 사용된다.[60] 제초제 사용은 정부 보호 기관의 엄격한 승인과 숙련된 기술자를 필요로 하며, 부레옥잠이 심각하게 침투한 경우에만 사용된다.[60]일반적인 제초제로는 2,4-D, 글리포세이트, 디쿼트 등이 사용될 수 있다.[61] 2,4-D 제초제는 새로운 조직의 세포 성장을 억제하고 세포 사멸을 통해 부레옥잠을 제거하며, 제거까지 약 2주가 걸릴 수 있다.[62] 루이지애나에서는 연간 75,000에서 150,000 에이커 사이의 부레옥잠과 악어풀이 처리된다.[63] 디쿼트는 액체 브롬화물 염으로, 부레옥잠 잎에 빠르게 침투하여 식물 세포와 세포 과정을 즉각적으로 비활성화시킨다.[60] 글리포세이트는 다른 제초제보다 독성이 낮아 부레옥잠이 파괴되는 데 약 3주 정도 더 오래 걸리며, 식물의 시듦과 잎의 황변 현상을 유발하여 결국 부패하게 만든다.[60]
그러나 제초제 사용은 지하수 시스템에 침투하여 생태계 내의 물 순환에 영향을 미칠 뿐만 아니라 지역 수계 및 인간 건강에도 부정적인 영향을 미칠 수 있다.[59] 또한, 제초제는 부레옥잠을 선택적으로 제거하지 않으며, 미세조류와 같은 핵심 종과 필수 유기체가 독성 물질로 인해 죽을 수 있어 먹이 그물을 파괴할 수 있다.[59]
20세기 초, 미국 구 육군성(공병 사령부)는 증기・열탕 방출, 염산・황산・석탄산(페놀) 살포, 석유 살포 및 방화 등의 실험을 진행했지만 만족스러운 결과를 얻지 못했다.[124] 염분은 효과적이었지만 고비용으로 간주되어, 결국 Harvesta라는 회사가 개발한 비산을 주성분으로 하는 제초제에 기대를 걸게 되었다.[124]
6. 2. 물리적 방제
수생 식물 수확기, 준설선, 식물 파쇄기 등 기계적인 방법을 사용하여 부레옥잠을 제거할 수 있다.[64][65] 기계적 제거는 식물 증식에 대한 최선의 단기적인 해결책으로 간주된다.
기계적 수확은 연간 비용이 6백만 달러에서 2천만 달러에 달할 수 있으며 장기적인 문제에 대한 단기적인 해결책으로만 간주된다.[61] 또한, 식물 수확 기계의 회전식 절단기에 의해 식물이 부서질 때 부레옥잠의 추가적인 파편화를 초래할 수 있다는 단점이 있다.[61] 물에 남겨진 부레옥잠 조각은 무성 생식을 통해 쉽게 번식하여 또 다른 침입을 유발할 수 있다.[61]
수확된 부레옥잠은 무게가 무거워 운송 및 처리가 어렵고, 오염 물질을 흡수하는 경향이 있어 인간에게 건강상의 위험을 초래할 수 있으며,[66] 인간에게 유독한 것으로 간주된다. 부레옥잠은 제거되는 속도보다 훨씬 빠르게 성장하기 때문에 기계적 수확은 대규모 침입에 효과적이지 않다. 매일 0.4 헥타르에서 0.8 헥타르의 부레옥잠만 기계적으로 수확할 수 있어, 이 과정은 시간이 많이 소요된다.[67]
초기의 제거 사례로는 1890년경, 루이지애나주의 벌목업이 갈퀴를 찔러 넣어 강가로 긁어 올리는 방법으로 기계적인 제거를 시도했다。
1890년경에 침입이 시작된 플로리다주에서는[122], 결국 추정 50 kg/m2의 부레옥잠이 수로를 뒤덮었다고 한다[123]。 세인트존스강의 폐쇄 등 사태가 심각해져 1897년 중앙 정부에서 군부 공병(미국 육군 공병 사령부)의 대책반을 모집하여 플로리다, 루이지애나 등 멕시코만 연안 각 주에 파견하여 부레옥잠 제거에 나섰다。
20세기 초, 미국 구 육군성(공병 사령부)는 증기・열탕 방출, 염산・황산・석탄산(페놀) 살포, 그리고 석유 살포와 방화에 의한 수단을 시도했지만。 만족스러운 결과를 얻지 못했고, 염분은 효과적이었지만 고비용으로 간주되어 결국 Harvesta라는 회사가 개발한 비산을 주성분으로 하는 제초제에 기대를 걸게 되었다[124]。
6. 3. 생물학적 방제
미국 농무부(USDA)는 1970년대부터 부레옥잠을 처리하기 위해 생물학적 방제 제제로 눈을 돌렸다.[63] 연구원들은 부레옥잠을 먹는 것으로 알려진 세 종의 바구미(''Neochetina bruchi'', ''N. eichhorniae'')와 부레옥잠 천공충 ''Sameodes albiguttalis''를 미국에 방사했다.[63] 이 바구미들은 루이지애나, 텍사스, 플로리다와 같은 걸프만 연안 주에 도입되어 부레옥잠 매트를 최대 33% 감소시키는 효과를 보였으나, 바구미의 생명 주기가 90일이므로 생물학적 포식을 통해 부레옥잠의 성장을 효율적으로 억제하는 데는 한계가 있었다.[63]이러한 유기체는 부레옥잠의 크기, 영양 번식 및 종자 생산을 제한하여 부레옥잠을 조절하고, 줄기 조직을 먹어 식물의 부력을 잃게 하여 결국 가라앉게 만든다.[61] 비록 제한적인 성공을 거두었지만, 바구미는 이후 다른 여러 국가에서도 방사되었다.[58][69]
2010년 5월, USDA의 농업 연구 서비스는 침입성 부레옥잠 종에 대한 추가적인 생물학적 방제 곤충으로 ''Megamelus scutellaris''를 방사했다.[68] 이 곤충은 아르헨티나가 원산지인 작은 매미충으로, 매우 숙주 특이성을 가지며 목표로 하는 부레옥잠 외의 다른 식물 개체군에 위협을 가하지 않을 것이라고 결론내려졌다.[68]
로즈 대학교 생물학적 방제 센터는 남아프리카 공화국의 하트비스푸르트 댐을 포함한 댐에서 생물학적 방제를 위해 ''M. scutellaris''와 부레옥잠 바구미 ''N. eichhorniae'' 및 ''N. bruchi''를 대량으로 사육하고 있다.[70][71] 나방 ''Niphograpta albiguttalis'' (워렌) (나비목: 불나방과)는 북아메리카, 아프리카 및 오스트레일리아에 도입되었으며, 이 나방의 유충은 부레옥잠의 줄기와 꽃봉오리에 구멍을 낸다.[72]
세계 각지에서는 침입 외래종인 부레옥잠에 대해 생물학적 방제법도 시도되고 있으며, 방제용 생물로는 두 종류의 바구미 (''Neochetina bruchi'', ''Neochetina eichhorniae'')와 의 일종 (''Niphograpta albiguttalis'', =''Sameodes albiguttalis'')가 잘 알려져 있다.[111]
그러나, 미국에서는 부레옥잠과 같은 물옥잠과의 재래종 (미국물옥잠속 × 6종; 및 , 나카바미즈아오이)에 대한 식해(食害) 우려로 인해 방제용 생물 이용에 신중함이 요구된다.[112] 의 일종 (''Megamelus scutellaris'')은 2010년에 미국 농무성에 의해 부레옥잠 방제용 생물로 방사되었으며, 식초 선호성도 확인되어 부레옥잠 구제에 대한 기대가 모아지고 있다.[113]
물옥잠과의 재래종에 대한 우려로 인해 미국에서는 사용이 보류된 예로, 남미 원산의 노린재목 Eccritotarsus catarinensis가 있다.[112] 이 침노린재는 남아프리카 공화국과 중국에서는 부레옥잠 대책으로 이미 방사되었다.[112]
남아프리카 공화국에서 생물 방제제로 반수생 메뚜기 (''Cornops aquaticum'')의 가능성이 시도되고 있다.
7. 활용
꽃이 아름다운 수생식물이므로, 일본에는 메이지 시대에 관상용으로 들여왔다. 1884년, 원산지인 브라질에서 미국을 경유해 들여왔다는 것이 통설이지만, 이보다 더 이전으로 거슬러 올라간다는 고증도 있다.
정원 연못의 장식용 수생식물로 사용하거나[103], 길가에서의 금붕어 사육에서도 감상 및 수질 정화 외에, 부레옥잠은 뿌리가 금붕어의 산란용으로 사용될 수 있어 편리하다. 우키요에에도 있듯이, (유리 그릇의) 금붕어나[104], 도자기 수련鉢(이나 화로)에도 띄워 놓는다. 일반적인 (옆에서 보는) 수조에서의 재배에는 이러한 부레옥잠보다 뿌리를 내리는 종류의 수생식물이 적합하다. 보다 다루기 쉬운 소형 개량 품종도 있다[105]。
또한 부레옥잠의 번식력을 활용하여, 수중의 질소 등을 이 식물에 흡수시키는 것을 목표로, 수질 정화를 위해 이용하려는 시도도 있지만, 많은 경우 번식한 식물체를 긁어모아 처리하는 수고가 들기 때문에 영속성이 부족하며, 수역에 투입만 해놓고 환경에 좋은 일을 했다고 생각하며 방치하는 경우도 눈에 띈다.[106] 오히려 아무리 가둬두려 해도, 조금이라도 밖으로 나가면 큰 문제를 일으킬 수 있는 외래종을, 수질 정화 등 환경 대책으로 사용하는 것은 환경 정화 방법으로 바람직하지 않다고 많은 전문가가 비판하고 있다.
메탄가스 등 바이오 연료 자원으로서의 활용이 연구되어 기대되고 있다[107]。
해외 각지에서는 덩굴을 엮어 재생지, 가구, 램프 셰이드, 바구니, 가방, 로프 등으로 활용하는 등 사업가와 NGO 등이 비즈니스로서의 성립을 시도하고 있다。가축의 사료로서의 상업화도 시도되고 있다
7. 1. 바이오에너지
부레옥잠은 빠른 성장률과 높은 바이오매스 생산량을 보인다.[73] 1 헥타르(ha)의 부레옥잠은 70,000 m3 이상의 바이오가스를 생산할 수 있다.[73] 건조 물질 1 kg당 370 L의 바이오가스를 생산하며, 22,000 kJ/m3의 발열량을 가진다.[74]벵골 농부들은 부레옥잠을 말려 연료로 사용하고, 재는 비료로 활용한다. 인도에서는 말린 부레옥잠 1톤으로 약 50리터의 에탄올과 200kg의 잔여 섬유를 생산할 수 있다. 또한, 세균 발효를 통해 26,500 ft3의 가스(600 Btu, 51.6% 메탄, 25.4% 수소, 22.1% 이산화 탄소, 1.2% 산소)를 생산할 수 있다.[79] 고온(800 °C)에서 공기와 증기로 건조 물질을 가스화하면 40,000 ft3(1,100 m3)의 천연 가스(143 Btu/ft3, 16.6% 수소, 4.8% 메탄, 21.7% 일산화 탄소, 4.1% 이산화 탄소, 52.8% 질소)가 생성된다.[79]
부레옥잠의 높은 수분 함량은 취급 비용을 증가시켜 상업적 벤처를 제한하는 경향이 있지만,[4][79] 연속적인 수압 생산 시스템을 설계하여 자본 투자를 더 잘 활용할 수 있다.[4][80] 수확된 바이오매스는 에탄올, 바이오가스, 수소, 기체 질소, 비료로 변환될 수 있으며,[81] 부산물인 물은 근처 작물 재배지에 관개하는 데 사용될 수 있다.[4] 메탄가스 등 바이오 연료 자원으로서의 활용이 연구 및 기대되고 있다.[107]
7. 2. 수질 정화
부레옥잠은 비소로 오염된 식수에서 비소를 제거하여 방글라데시의 관정수에서 비소를 제거하는 데 유용한 도구가 될 수 있다.[82] 부레옥잠은 질산화를 향상시켜 박테리아 군집에 훌륭한 미세 환경을 제공하여 폐수 처리 시설에 도움을 준다.[22]부레옥잠은 물에서 약 60~80%의 질소[83]와 약 69%의 칼륨을 제거하는 효율성이 보고되었다.[84] 부레옥잠의 뿌리는 자연적인 얕은 부영양화 습지에서 입자상 물질과 질소를 제거하는 것으로 밝혀졌다.[85][86]
이 식물은 카드뮴, 크롬, 코발트, 니켈, 납, 수은을 포함한 중금속의 흡수에 매우 강하며, 흡수 능력이 뛰어나 산업 폐수의 생물학적 정화에 적합할 수 있다.[66][87][88][89][90][91] 뿌리는 주변 물보다 10,000배 농도로 알려진 일부 유기 화합물(발암 물질)을 자연적으로 흡수한다.[92] 부레옥잠은 폐수 처리(특히 유제품 폐수)를 위해 재배될 수 있다.[4]
중금속 외에도, ''Pontederia crassipes''는 시안과 같은 다른 독성 물질도 제거할 수 있으며, 이는 금광 채굴 작업으로 고통받는 지역에서 환경적으로 유익하다.[93] 부레옥잠은 인 계통 살충제인 에티온을 흡수하고 분해할 수 있다.[94]
부레옥잠의 번식력을 활용하여 수중의 질소 등을 이 식물에 흡수시키는 것을 목표로 수질 정화를 위해 이용하려는 시도가 있지만, 많은 경우 번식한 식물체를 긁어모아 처리하는 수고가 들기 때문에 영속성이 부족하다.[106]
7. 3. 농업
부레옥잠은 유기물 공급원으로 매우 유용하며, 유기농업에서 퇴비화에 활용된다. 국제적으로 비료[97] 및 가축 사료[97]와 사일리지로 소, 양, 거위, 돼지 및 기타 가축에게 사용된다.[95]인도 벵골 지역에서는 '카추리-파나'(kachuri-pana)가 주로 비료, 퇴비 또는 멀칭에 사용되었으며, 이차적으로 가축 및 물고기 사료로 사용되었다. 동아프리카 케냐에서는 유기 비료로 실험적으로 사용되었지만, 비료의 높은 알칼리성 pH 값으로 인해 논란이 있다.[96] 메탄가스 등 바이오 연료 자원으로서의 활용이 연구되어 기대되고 있다[107]
7. 4. 기타
부레옥잠의 줄기는 가구, 핸드백, 바구니, 밧줄, 그리고 가정용품/인테리어 제품(갓, 액자)을 만드는 데 사용된다.[97] 미국계 나이지리아인 아체뇨 이다차바는 부레옥잠을 나이지리아에서 엮은 제품으로 만들어 수익을 창출하는 방법을 보여준 공로로 상을 받았다.[98] 부레옥잠은 종이 생산에 매우 제한적으로 사용되지만,[99] 소규모로 종이 생산에 사용되기도 한다. 고스와미는 부레옥잠이 질기고 튼튼한 종이를 만들 수 있는 잠재력을 가지고 있다고 언급하며, 부레옥잠 펄프를 대나무 펄프의 원료에 첨가하여 내유지(anti-grease) 종이의 물리적 강도를 증가시킬 수 있음을 발견했다.타이완에서는 카로틴이 풍부한 부레옥잠을 식용 채소로 사용한다.[4] 자바 사람들은 때때로 녹색 부분과 꽃차례를 요리하여 먹으며,[4] 베트남인들도 이 식물을 요리하며, 때로는 어린 잎과 꽃을 샐러드에 넣기도 한다.
부레옥잠 잎 추출물은 털미모사(''Mimosa pigra'')의 발아 및 묘목의 뿌리 생장을 억제하는 식물독성을 나타내는 것으로 밝혀졌다. 이러한 억제 효과는 털미모사 뿌리 조직에서 과산화 수소 생성 증가, 가용성 과산화 효소 활성 억제 및 세포벽 결합 과산화 효소 활성 자극에 의해 매개될 수 있다.[100]
꽃이 아름다운 수생식물이므로, 일본에는 메이지 시대에 관상용으로 들여왔다. 1884년 브라질에서 미국을 경유해 들여왔다는 것이 통설이지만, 이보다 더 이전으로 거슬러 올라간다는 고증도 있다. 정원 연못의 장식용 수생식물로 사용하거나,[103] 길가에서 금붕어 사육에도 감상 및 수질 정화 외에, 부레옥잠은 뿌리가 금붕어의 산란용으로 사용될 수 있어 편리하다.
메탄가스 등 바이오 연료 자원으로서의 활용이 연구 및 기대되고 있다.[107] 해외 각지에서는 덩굴을 엮어 재생지, 가구, 램프 셰이드, 바구니, 가방, 로프 등으로 활용하는 등 사업가와 NGO 등이 비즈니스로서의 성립을 시도하고 있다. 가축의 사료로서의 상업화도 시도되고 있다.
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