Xanthium strumarium

Authors: Don Pitcher, Global Invasive Species Team, The Nature Conservancy

Appearance Xanthium strumarium is an annual that produces a conspicuous prickly ‘cocklebur’ and ranges from 0.5-6.5 ft. (0.2-2 m) in height. Los relativamente grandes cotiledones cerosos de linear a oblongos ayudan a distinguir esta maleza en las primeras etapas de desarrollo. Follaje Las primeras hojas verdaderas son opuestas, todas las hojas posteriores son alternas. Las hojas son de contorno triangular a ovalado, tienen pelos rígidos y miden aproximadamente 2-6 pulgadas. (5.1-15.2 cm) de largo. Las hojas son irregularmente lobuladas con márgenes foliares que tienen dientes relativamente discretos. Flores discretas, de color verdoso, que surgen del área entre los pecíolos de las hojas y los tallos y en los extremos de los tallos erectos. Fruta Una fresa de dos cámaras con forma de elíptica a huevo, 0.5-1.5 pulg. (1,3-3,8 cm) de largo y cubierto con espinas ganchudas. Cada fresa contiene dos semillas, una que crece durante el primer año y otra que crece un año después. Dos espinas que son más largas y anchas que las espinas restantes se proyectan desde la punta de la fresa. Amenaza ecológica El Xanthium strumarium se encuentra en todo Estados Unidos y es principalmente una maleza de cultivos agronómicos y hortícolas, viveros y ocasionalmente pastos.

Descripción general

El Xanthium strumarium es una hierba anual gruesa. El nombre Xanthium se deriva del griego XANTHOS, que significa amarillo, del nombre antiguo de una planta, cuyo fruto se usaba para teñir el cabello de ese color.

Se han aplicado muchos epítetos específicos al Xanthium strumarium, incluidos: oriental, canadiense, chino, occidental, macrocarpum, longirostre, pennsylvanicum y oviforme. El consenso de la opinión taxonómica sigue la sugerencia de Love y Dansereau (1959) de que estas «especies» son en realidad subespecies o variedades de esta maleza altamente variable. Sugieren que X. strumarium consta de siete complejos: strumarium, cavanillesii, oviforme, echinatum, chinense, hybrid, and orientale. No hay evidencia de barreras de esterilidad que separen las entidades de X. strumarium, pero la endogamia intensa con exogamia ocasional es responsable de la enorme variación que a menudo resulta en taxones pequeños, locales, pero inestables. Se han descrito al menos siete variedades o subespecies de California, pero hoy en día se consideran parte del complejo morfológico cavanillesii (pennsylvanicum). Sin embargo, McMillan (1975) considera a esta especie separada, X. californicum Greene.

Características diagnósticas

El Xanthium strumarium se distingue de la clotbur espinosa (X. spinosum) por sus cebolletas más anchas, hojas más ovoides en pecíolos largos y la falta de espinas.

RESUMEN DE ADMINISTRACIÓN

El Xanthium strumarium es una maleza anual común que se propaga por el agua, los seres humanos u otros animales. Su origen todavía está siendo debatido, pero la berberechos puede ser una especie nativa de California. Es más abundante en sitios abiertos húmedos, pero está presente en una variedad de lugares de desecho. La berberechos es tóxica para ciertos animales. Se reproduce a partir de semillas que son viables hasta por varios años. Actualmente se están investigando medidas de control biológico que pueden resultar eficaces en el futuro. Se recomienda una extracción mecánica simple antes de la floración para el control. Si se tira después de la floración, las plantas deben quemarse. La vigilancia debe continuar en los emplazamientos durante varios años.

HISTORIA NATURAL

Rango

El Xanthium strumarium se distribuye en todo el mundo (53 grados de latitud norte a 33 grados de latitud sur), pero es más común en la zona templada. Es una hierba seria en Australia, India, Sudáfrica y las Américas.

Ha habido una considerable controversia con respecto al origen de cocklebur. Aunque se describió por primera vez en Europa, es probablemente de origen americano. Love y Dansereau (1959) sugieren que la subespecie de la berberechos más abundante en América del Norte (cavanillesii) se originó en América Central. Las fechas de su introducción en California no se conocen, pero puede ser precolombina.

Hábitat

El coclebur a menudo se asocia con áreas abiertas y perturbadas, particularmente áreas propensas a inundaciones con buena humedad del suelo, pero se encuentra en una amplia variedad de hábitats. Frecuenta los bordes de las carreteras, las orillas de los ferrocarriles, los pequeños arroyos y las riberas de los ríos, así como los bordes de los estanques y los pantanos de agua dulce y los pastos de pastoreo excesivo. No tolera el sombreado.

Cocklebur crece en una amplia gama de suelos (arenas a arcillas pesadas) y humedad disponible. En suelos ricos con abundante humedad y poca competencia de otras plantas, crece alto y exuberante, formando rodales puros. En suelos secos y pobres, las plantas pueden crecer a solo unos pocos centímetros de altura, persistir durante la sequía y sembrar semillas. La capacidad de crecer bajo una variedad de condiciones da como resultado un suministro continuo de semillas, si las plantas no están controladas.

Cocklebur resiste la inmersión parcial durante seis a ocho semanas formando raíces adventicias de la parte sumergida del tallo. Estas raíces flotan en el agua y a menudo se infestan con algas verdes productoras de oxígeno (Dedogonio), lo que resuelve el problema de la aireación.

DINÁMICA DE LA POBLACIÓN

Weaver y Lechowicz (1983) describen dos tipos de poblaciones de berberechos. Las poblaciones ubicadas a lo largo de las costas o cursos de agua tienden a ser pequeñas, efímeras y homogéneas, con dispersión de semillas por el viento y el agua. Las poblaciones en hábitats ruderales (de maleza), campos agrícolas o áreas de desechos tienden a ser grandes, densas y heterogéneas, con plantas altas y vigorosas que producen una abundancia de semillas. La dispersión de semillas aquí es principalmente el resultado de actividades humanas. Sin embargo, ambos tipos de poblaciones ocupan hábitats inestables y se desplazan continuamente a nuevas zonas perturbadas.

Cocklebur es una maleza extremadamente competitiva en los campos de maíz, algodón y soja, particularmente en el sureste y el medio oeste de los Estados Unidos.. Aunque no es tan abundante en California, sigue siendo un problema grave en las áreas agrícolas, así como en las áreas de recreación y a lo largo de los embalses. Algunas plantas parecen tener propiedades alelopáticas.

Las fresas causan una reacción alérgica en algunas personas y son tóxicas para los animales domésticos (y quizás para algunos animales salvajes). Las amenazas de envenenamiento son mayores en áreas donde ya se han consumido otras plantas más sabrosas. Ingerir una cantidad de semillas igual a solo el 0,3 por ciento del peso corporal de un animal causará toxicidad. Sin embargo, esto rara vez ocurre, ya que las fresas espinosas no son apetecibles para los animales.

Sin embargo, los cotiledones son apetecibles y también tienen la toxicidad más alta. La intoxicación generalmente se produce cuando se comen. Esta situación ocurre principalmente en los bordes de estanques, lagos, llanuras aluviales u otros cuerpos de agua donde se producen inundaciones poco profundas seguidas de una recesión de la línea de flotación. En tales condiciones, las semillas germinan fácilmente, suministrando constantemente a nuevas generaciones de plántulas potencialmente venenosas a medida que la fuente de agua se seca. Los animales son atraídos a estas áreas debido a su necesidad de agua potable. El problema se acentúa porque las semillas de xantio tienen latencia natural y germinan durante largos períodos de tiempo. La ingestión de una cantidad de cotiledones igual a 0,75 a 1,5 por ciento del peso corporal del animal causará toxicidad.

La toxicidad disminuye rápidamente a medida que se forman las hojas verdaderas. La evidencia de intoxicación aparece en aproximadamente 12 a 48 horas, los síntomas son náuseas, vómitos, lasitud, depresión, músculos debilitados y postración. La intoxicación grave puede provocar convulsiones y movimientos espasmódicos al correr. Los rumiantes no pueden vomitar. La muerte puede ocurrir en unas pocas horas o días. Se han recomendado sustancias grasas como leche, manteca de cerdo o aceite de linaza como antídotos.

La reproducción

Kaul (1971) incluye las siguientes razones de la capacidad de cocklebur para habitar tal variedad de hábitats: un mecanismo de dispersión eficaz, amplia amplitud ecológica, gran producción de semillas y alta viabilidad y germinación en ambientes variados, alta capacidad reproductiva, gran tamaño y peso de las semillas, crecimiento rápido de las plántulas y un sistema radicular bien desarrollado.

BIOLOGÍA FLORAL

El Xanthium strumarium es polinizado por el viento, autocompatible y predominantemente autopolinizado. Las cabezas estaminadas de X. strumarium se encuentran por encima de las cabezas pistiladas en el eje principal y los brotes laterales, una disposición que favorece la endogamia. Moran y Marshal (1978) encontraron que la tasa de afloramiento en poblaciones naturales era de 0 a 12%.

En un jardín experimental de Quebec, las plantas individuales produjeron de 611 a 1.488 inflorescencias masculinas. Las 100-150 flores masculinas en cada cabeza estaminada comienzan a arrojar su polen desde pocos días antes de que los estigmas sean receptivos hasta que todas las flores femeninas estén maduras. El más mínimo movimiento de la planta o una ráfaga de viento hace que el polen llueva sobre los estigmas expuestos de las flores femeninas inmediatamente debajo. Por lo tanto, es más probable que el polen de la planta en sí asegure la fertilización de sus flores femeninas, y solo un accidente, un fuerte viento o un crecimiento abarrotado logra la fertilización cruzada. En el Xanthium, la endogamia es por lo tanto la regla y la exogamia solo es una ocurrencia ocasional.

Cocklebur ha sido ampliamente utilizado como planta experimental en estudios de fotoperiodo. Love and Dansereau (1959) enumera 34 artículos sobre fotoperiodo de xantio, y muchos más se han escrito desde entonces. Según Salisbury (1969), X. el strumarium es una planta de día corto y generalmente no florece cuando la duración del día supera las 14 horas. Sin embargo, hay evidencia de diferencias en la respuesta a la luz entre los complejos, ya que algunas plantas florecen con una duración del día de hasta 16 horas.

En latitudes altas, la duración del día es superior a 14 horas durante el verano, y por lo tanto, X. strumarium no florece hasta finales del verano, una vez que la duración del día es lo suficientemente corta como para estimular la floración. Las semillas maduran tarde en estas condiciones, generalmente a principios de otoño. Se considera que estas diferencias representan adaptaciones genéticas del sistema reproductivo a variables ambientales como resultado de la selección natural. Los cotiledones no juegan un papel en la inducción de flores.

PRODUCCIÓN Y DISPERSIÓN DE SEMILLAS

Cultivo abierto de X. las plantas de strumarium producen de 500 a 5.400 fresas por planta. El número de frutos producidos depende de la cantidad de crecimiento vegetativo en el momento de la iniciación floral. En plantas abarrotadas, la producción se reduce de 71 a 586 fresas por planta. Las fresas son flotantes y flotan hasta 30 días, por lo que se dispersan fácilmente en playas y pastos sujetos a inundaciones. Las fresas también se enredan en pelo de animal o ropa humana. Las fresas son un problema grave en las zonas de producción ovina, donde se enredan en la lana, reduciendo su valor. Las fresas de X. strumarium contienen una sustancia altamente tóxica, carboxiatractilósido, capaz de matar cerdos, ganado, cabras, caballos, ovejas y aves de corral.

VIABILIDAD Y GERMINACIÓN DE SEMILLAS

La germinación de semillas de berberecho ha sido ampliamente investigada. Más del 80% de las semillas de berberecho son viables en la mayoría de las poblaciones. La luz no es necesaria para la germinación, pero las plántulas rara vez emergen de semillas que están en la superficie o enterradas a más de 15 cm en el suelo (Kaul 1965a).

Las semillas de Xanthium strumarium tienen un alto requerimiento de humedad para la germinación y muestran poca germinación en suelos a menos del 75% de la capacidad de campo, pero son capaces de absorber humedad a altas concentraciones osmóticas. La viabilidad de las semillas de berberecho disminuye con el tiempo, y las semillas no sobreviven más de unos pocos años. Las plántulas son inusualmente grandes con cotiledones de tipo foliar que, a través de la función fotosintética temprana, permiten que las plántulas jóvenes se establezcan rápidamente. Las plántulas se pueden identificar en la etapa de cotiledón por la presencia (bajo tierra) de la fresa persistente, que generalmente permanece unida a la plántula. La especie no se reproduce vegetativamente.

Las plantas de Xanthium strumarium producen semillas de dos tipos (denominadas polimorfismo somático). Cada fresa contiene dos semillas, con la más pequeña a menudo empujada hacia arriba hacia el extremo con pico de la fruta. La semilla inferior tiene un período de latencia más corto y germina primero. La latencia en el xantio implica la presencia de un inhibidor de germinación soluble en agua diferente en cada tipo de semilla, a la que los testa son impermeables. La presencia de oxígeno causa la degradación de estos dos inhibidores y la posterior ruptura de la capa de la semilla, pero aparentemente a tasas muy diferentes en los dos tipos. Por lo tanto, al menos dos lotes de semillas están presentes en cada generación para asegurar la germinación en caso de que el entorno inmediato no sea adecuado.

CONDICIÓN

Amenazas

El Xanthium strumarium se considera una de las peores malas hierbas del mundo. Las semillas de berberecho se propagan fácilmente, debido a su capacidad de flotar y hacer autostop en humanos y animales. Las plantas pueden convertirse rápidamente en dominantes en un área debido a su prolífica producción de semillas y altas tasas de germinación y supervivencia.

GESTIÓN/MONITORIZACIÓN

Requisitos de gestión

El control de cocklebur requiere una gestión activa una vez que se establece en un área.

CONTROL MECÁNICO

De acuerdo con Weaver y Lechowicz (1983), las plantas jóvenes de Xanthium strumarium se regeneran fácilmente desde los nodos inferiores si son pisoteadas, recortadas o lesionadas de otro modo. Los frutos de plantas o brotes más viejos que hayan sido cortados o dañados continuarán madurando siempre que se haya producido la fertilización antes de la lesión. Las fresas pueden persistir en las plantas muertas hasta por 12 meses. Dado que las plantas pueden volver a crecer, la siega no es una medida de control efectiva para el cebollino.

La eliminación física de las plantas tirándolas o azadándolas a mano es efectiva si se realiza antes de la floración. Si se deja hasta después del desarrollo de la semilla, las plantas deben retirarse cuidadosamente para no desalojar las fresas, apilarse y quemarse.

LA QUEMA PRESCRITA

La quema es un medio eficaz de destruir las semillas de berberecho, pero el fuego prescrito rara vez se ha utilizado para este propósito.

CONTROL BIOLÓGICO

Se ha trabajado mucho en las plagas de insectos del Xanthium strumarium . Hilgendorf y Goeden (1982, 1983) proporcionan buenas críticas de insectos fitófagos asociados con X. strumarium que se alimentan de savia y follaje. Enumeran 60 especies diferentes que lo atacan en diferentes partes del mundo. Aunque muchos de estos también atacan a las plantas cultivadas, ocho se alimentan solo de plantas de la tribu Heliantheae (ambrosías y berberechos).

La fauna de insectos de las especies de Xanthium en el centro de los Estados Unidos es más rica en especies y tróficamente más especializada que en California. En California, estos insectos probablemente cambiaron de ambrosía cuando la berberechos llegó al estado. Nueve especies de insectos se alimentan de berberechos como inmaduros.

Se han introducido varias especies de insectos en Australia para controlar el Xanthium strumarium, pero los resultados en general han sido decepcionantes. La especie de control más prometedora parece ser Nupserha antennata Brun., un escarabajo nativo de India y Pakistán. También se han estudiado especies de insectos asociadas con X. strumarium en Pakistán (Baloch et al. 1968) y la India.

Hilgendorf y Goeden (1983) sugieren que Oedopa sp. el capito (Diptera) es probablemente la única especie de insecto digna de estudio como posible agente de biocontrol para el Xanthium strumarium. La Oedopa está restringida al género Xanthium, alimentándose de sus raíces. Baloch y Ghani (1969) sugieren que una combinación de especies de insectos, con diferentes hábitos de alimentación, mejoraría la posibilidad de suprimir las poblaciones de xantio.

Weaver y Lechowicz (1983) listan 14 especies de hongos que infectan al Xantio en los Estados Unidos y Canadá. El gusano Puccinia xanthii Schw., que se encuentra en todo Estados Unidos, el sur de Canadá, partes de Europa e India, es un parásito obligado en especies de Xanthium y Ambrosía. Ataca todas las partes aéreas de la planta excepto las flores. Las plantas infectadas maduran más rápidamente que las plantas sanas y muestran una disminución de la transpiración, el peso seco, la producción de fresas y el porcentaje de germinación. Las esporas pasan el invierno en partes muertas de plantas. Los patógenos fúngicos y bacterianos han tenido cierto éxito en el control de X. strumarium en la India. Kalidas (1981) indujo una rápida marchitez en X. strumarium mediante el uso de toxinas fitopatógenas de siete agentes fúngicos y bacterianos diferentes. La muerte de la planta fue evidente en 6 a 8 horas con cada toxina. Sharma (1981) también describe un oídio polvoriento que infecta a la berberechos en la India.

Nematodos reportados desde X. strumarium son Aphelenchoides ritzema-bosi Schmidt y meloidogyne hapla. La cuscuta pentagona (dodder) es un parásito vegetal superior que se ha encontrado en la berberechos. Orobanche ramosa L. (colza de escoba) es otra planta parásita que se encuentra en una variedad de plantas cultivadas y de maleza, incluido el Xanthium.

CONTROL MEDIANTE PASTOREO

Debido a su toxicidad e impalatabilidad, el pastoreo no es un método de control viable para el Xanthium strumarium.

CONTROL QUÍMICO

Cocklebur es susceptible a una amplia variedad de herbicidas aplicados en el suelo y foliares comúnmente utilizados para el control de malas hierbas de hoja ancha , pero ciertos complejos de xantio son más susceptibles que otros. El Dr. Jim McHenry, de la Universidad de California, Davis, recomienda los siguientes herbicidas para el control de la berberechos en las conservas de California:

(1) La amina 2,4-D, un herbicida de tipo fenoxi utilizado para el control de malas hierbas de hoja ancha, se debe aplicar a las plantas en la etapa de crecimiento de 3 a 5 hojas. La aplicación debe ser a razón de 1 a 1.5 lbs / 100 galones de agua, con un cuarto de surfactante/100 galones. (Los surfactantes reducen la tensión superficial del aerosol y aumentan la eficacia del herbicida.) 2,4-D no afecta a los pastos.

(2) Dicamba (Banvel) es un herbicida de amplio espectro utilizado contra las malas hierbas perennes de hoja ancha. Puede persistir en el suelo hasta ocho semanas. La mezcla sugerida es de 0.5-0.75 lb / 100 galones de agua, con un cuarto de galón de surfactante / 100 galones y una tasa de aplicación de 0.5-1.5 pintas/acre (no exceder 2 gal/acre en la temporada de crecimiento). Dicamba es más selectivo que el 2,4-D.

(3) El bromoxinilo (Buctril, Brominal) es un herbicida de contacto que afecta solo a las plantas o partes de una planta en contacto con el producto químico. Por lo tanto, la distribución adecuada del producto químico sobre el follaje es esencial. El bromoxinil no debe usarse en tierras de pastoreo, pero es eficaz para controlar una amplia variedad de malezas de hoja ancha, incluido el Xanthium strumarium. La tasa de aplicación sugerida es de 0,56 a 1,12 kg / ha.

(4) Aceites de malezas selectivos. Hay varios aceites de petróleo utilizados para el control de malas hierbas. El uso herbicida de los aceites depende de sus propiedades químicas y físicas. La mayoría de los aceites de contacto se evaporan lentamente y deben su toxicidad a su alto contenido de compuestos aromáticos. La pulverización de aceite en el cebollino solo será efectiva si las plantas enteras están recubiertas.

APLICACIÓN DE HERBICIDAS

Los herbicidas se pueden aplicar uniformemente sobre un área (para infestaciones grandes) o por pulverización puntual de plantas individuales. El Dr. McHenry recomienda usar una boquilla de ventilador plano (Spraying Systems Co. punta de boquilla #8003 o #8004) en lugar de las boquillas de cono disponibles en la mayoría de los pulverizadores de jardín, ya que los pulverizadores de cono producen una mayor atomización de los productos químicos y aumentan la posibilidad de deriva hacia áreas no deseadas. La pulverización debe hacerse en días tranquilos cuando las superficies de las plantas están secas.

Resistencia a herbicidas: Existen poblaciones de esta planta en los Estados Unidos que son resistentes a los inhibidores de la ELA (B / 2) y a los Organoarsénicos (Z/17).

INVESTIGACIÓN

Necesidades de investigación de manejo

Se debe determinar el origen del Xanthium strumarium. Se necesitan más investigaciones sobre los posibles efectos tóxicos de X. strumarium en la vida silvestre, sobre las medidas de control biológico y sobre los efectos de los incendios prescritos.

Resources

• Uchytil, Ronald J. 1992. Strumarium de Xanthium, Sistema de Información de Efectos de Incendios, Departamento de Agricultura de los Estados Unidos, Servicio Forestal, Estación de Investigación de las Montañas Rocosas, Laboratorio de Ciencias del Fuego
• Universidad de California, Proyecto Jepson Flora
• Flora de América del Norte, www.eFloras.org
• USDA NRCS PLANTS
• USDA ARS GRIN
• Heap, I., The International Survey of Herbicide Resistant Weeds. Online. Internet. Viernes, 15 de noviembre de 2013. The International Survey of Herbicide Resistant Weeds (en inglés). Online. Internet.

FUENTES de INFORMACIÓN

Bibliografía

Referencias Adicionales

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