Методы дезинфекции питательного раствора

Методы дезинфекции питательного раствора

К слову, химические средства дезинфекции имеют ряд не­достатков. Например, окисли­тели приносят вред не только микроорганизму, но и корневой системе растения. Учитывая, что зам­кнутый цикл гидропоники подразу­мевает многоразовое использование раствора, а значит многоразовую дезинфекцию, очень сложно дер­жать под контролем концентрацию окислителя, которая эффективно бы подавляла патогене, но не приноси­ла ощутимого вреда растению. Ну и, конечно же, дезинфекция воды не является методом лечения уже пора­женных растений.
Термическая обработка
Самый популярный метод дезин­фекции воды - нагревание. Сначала он был аналогичен технологии па­стеризации, но разные исследования говорят об эффективности примене­ния довольно широкого спектра тем­ператур. Например, полная стериль­ность достигается после трехминут­ной выдержки воды при температуре 85°С или 30-секундной выдержке при температуре 95°С.
Второй вопрос - это источник энергии. Не всегда является рента­бельным использование газа, потому на смену ему постепенно приходит дезинфекция микроволнами. В пер­спективе, микроволновые установки могут решить не только проблему патогенов в поливной воде, но и стать одним из биологических методов контроля вредителей в теплицах.
Обработка озоном
Все больше популярность приоб­ретает обработка воды озоном. Ме­ханизм его действия такой же, как и у конечного потребителя произведенной продукции. Доста­точно всего 20-минутной выдержки озона в поливной воде, чтобы в ней не осталось ни патогенов, ни химиче­ских примесей, за исключение чисто­го кислорода. Существует два вида установок для озонирования воды.
Первое семейство установок ос­новано на синтезе озона в ультра­фиолетовых лампах. Через лампы пропускается воздух с окружающей среды, который, под влиянием ос­вещения с длиной волны в 185 нм, ионизируется с последующим об­разованием озона. Производитель­ность такой лампы не более 2 грамм озона в час при максимальной концентрации на вы ходе в 0,2%. Такие установки успеш­но используют­ся в различном микроклимате, в том числе, при высокой относи­тельной влажно­сти воздуха. Однако, лампы разрушаются под влиянием солнца и требуют периодической замены.
Второе семейство установок ис­пользует для озонирования электри­ческое поле. Но 85-95% энергии в установке уходит на тепловые поте­ри, потому она, чаще всего, оснащена несколькими системами охлаждения. К тому же, воздух предварительно должен высушиваться, в противном случае будет образовываться азотная кислота, которая вызовет коррозию оборудования. Но современные уста­новки содержат в своем строении все необходимые фильтры, потому могут служить до 10 лет. Еще одно преиму­щество - они генерируют большее количество озона и практически не производят других нежелательных газов, в отличие от ультрафиолето­вых ламп.
Оба семейства установок име­ют свои преимущества и недостат­ки, потому выбор должен зависеть от каждого конкретного случая. Но сама технология озонирования тре­бует большой осторожности и высо­кой квалификации обслуживающего персонала.
Локальное повышение концентрации этого газа может привести к поражению легких, развитию респираторных инфекций, нарушений работы органов дыхания (кашель, боль в груди, раздражение горла), возникновению головных болей и снижению работоспособности.
Минус озона, как и любого дру­гого окислителя, при определенном уровне кислотности могут разрушаться хеллатированные формы микроэлементов, в последствие чего они станут недоступными растению и выпадут в осадок. В таком случае, дефицитные элементы необходим будет добавлять к питательному раствору в начале каждого цикла его использования.
Чуть менее экономич­ный, но проверенный го­дами метод дезинфекции - ультрафиолетовые лампы, знакомые нам как - «кварце­вые». Безусловно, современ­ное оборудование имеет другие характеристики и параметры но основная классификация ламп оста­лась прежней: это лампы низкого, среднего и высокого давления (по­следние - наименее экономичные).
Принцип их работы прост - про­изводимый ультрафиолет (длина вол­ны лежит в диапазоне 200-300 нм) разрушает ДНК, полностью стерили­зуя питательный раствор. Наиболее оптимальная длина - 254 нм.
Рекомендуемая доза ультрафио­лета от 80 мДж/см2 против грибов и бактерий до 250 мДж/см2 для унич­тожения вирусов. Но "микроорганиз­мы могут пережить ультрафиолето­вую очистку, если он банально не пропадет под излучение лампы. Потому питательный раствор перед подачей в бак должен проходить через фильтр тонкой очистки, чтобы избежать на­личия непрозрачных примесей. Раз­умеется, аналогично озонированию, такая очистка будет связывать неко­торые микроэлементы.
На рынке все чаще встречаются системы дезинфекции, где комбинируются ультрафиолетовые лампы с подачей перекиси водорода.
ФИЛЬТРАЦИЯ
Современные фильтры, способ­ные к многоступенчатой очистке воды, научились бороться не только с механическими примесями, но и патогенами. Промышленные систе­мы фильтрации оказывают двойное действие на болезнетворные бак­терии и грибы: физическое, за счет медленного прохождения воды через мелкий песок и пористые материа­лы, биологическое - за счет наличия биопленки, образованной антагони­стическими микроорганизмами. Од­нако этот метод очистки не позволяет решить проблему вирусов.
Системы медленной фильтрации довольно просты. Они доступны на рынке, но их можно производить и самостоятельно. Их работа не зави­сит от микроклимата помещения, не чревата потерями элементов пи­тания. Но лучше всего использовать систему фильтраций для подготовки воды к другой системе стерилизации воды.
МЕМБРАННАЯ ФИЛЬТРАЦИЯ
Один из примеров возможной доочистки воды после предыдущего Ме­тода - использо­вание мембран. Уже успели нашу­меть такие - систе­мы, как мембраны обратного осмоса. В зависимости от постав­ленной задачи, используются технологии гипер - нано - ультра - и микрофильтрации. Самые тонкие из них способны удалять даже отдельные ионы. В первую очередь, такой метод очистки хорош для под-готовки воды в начале цикла, если в ней содержится большое количество токсичных веществ (например, высо­кое содержание натрия).
Один из минусов мембранного метода - высокая стоимость и не­обходимость регулярной замены фильтров. Именно потому, чтобы увеличить их рабочий ресурс, совету­ется производить предварительную очистку воды с помощью фильтра менее тонкой очистки.
Микрофильтрация показала от­менные результаты в вопросах контро­ля микроорганизмов от микроорга­низмов рода Fusarium и p. Clavibacter. Но ее рентабельность подобна к ис­пользованию химиче­ской стерилизации только при работе с большими объ­емами воды. Уль­трафильтрация обойдется еще дороже. Один из самых дешевых методов стерилизации – использование - перекиси водорода. Однако, это довольно слабый окислитель и его работа достаточно эффективна при совестном использовании с кислота­ми или солями серебра со стабили­заторами. Тем не менее, даже такая комбинация позволяет только ощу­тимо снизить присутствие патогенов и вредителей (нематод), часть из ко­торых, все же, сохраняют жизнеспо­собность.
Особо высокие дозировки пере­киси водорода (400 ррm) даже могут снижать присутствие вирусов.
ХЛОРИРОВАНИЕ
Метод хлорирования широко ис­пользуется в мире для подготовки воды. В гидропонных теплицах для дезинфекции используют хлорную известь (также ее добавляют в воду перед подачей в бассейны). Хлор - достаточно сильный окислитель, который убивает всех микроорга­низмов при прямом контакте. Но стерилизация воды исключительно методом хлорирования не даст по­ложительного эффекта. Слишком высокие дозы извести будут пора­жать корни растения (при этом, хлор не обладает системным действием, то есть, не повлияет на патогенов внутри растительного организма). Потому хлорирование комбиниру­ют с другими методами химической стерилизации.
Концентрация активного хлора в 10 ррm убивает большинство болез­нетворных грибов за 15 минут, мень­шие концентрации требуют большей экспозиции. Концентрация в 5 ррm также даст положительный резуль­тат при несколько часовой экспо­зиции воды. Для неподготовленной заранее воды в начале цикла рецир­куляционной гидропоники советуют повышать концентрацию активного хлора до 15 ррm. При заборе воды с открытых водоемов после дождя, до 20 ррm. Но стоит понимать, что если в бак добавляется заранее подготов­ленный маточный раствор извести, то необходимо вносить несколько завышенное количество дезинфек­тора. Концентрация хлора ощутимо снижается под воздействием солн­ца и при циркуляции воздуха. В том числе, выветривания хлора будет наблюдаться даже при наполнении бака водой, а добавление дезинфек­тора в уже наполненный бак неэф­фективно - невозможно уравнять концентрацию.
ЙОДИРОВАНИЕ
Аналогично хлору, г в качестве окислителя может использоваться йод. Первые системы йодирования появились в Австралии в 2004 году и показали более высокий уровень безопасности этого дезинфектора.
Его недостаток - он более ста­билен и  токсичен, потому более пригоден для дезин­фекции баков и магистралей, чем воды. Обработку лучше проводить в прохладу, ближе к вечеру. Так как в жару наблюдается ощутимо сильнее интоксикация растений.
Технология йодирования только набирает популярность. Не смотря на высокую ценность обо­рудования, строгих правил безо­пасности при ее использовании, она позволяет экономить средства на дезинфекции, и повышать качество продукции.
ЭЛЕКТРОЛИЗ
Метод электролиза считается пер­спективным для гидропоники. Он на­шел широкое применение в медици­не. С помощью электролиза стерили­зуют упаковку овощей, растительную продукцию, семена, цветы.
Перспективность метода электро­лиза заключается также в его способности убивать патогенную био­пленку в трубках системы капель­ного полива. С этой задачей не справляются   хи­мические дезинфек­торы, а оборудование для физической стери­лизации (ультрафиолетом или высокой температурой) не влияют на микрофлору трубок вовсе.
Его минус - для высокой элек­тропроводимости систему поливу необходимо заполнить концентри­рованным солевым раствором. Как правило, для этого используют хло­рид натрия. В результате электролиза образовывается свободный хлор и другие окислители, которые и несут пагубное влияние на патогенную ми­крофлору.
ИТОГИ
Основная цель этой статьи - сказать несколько о существующих систе­мах стерилизации питательного раствора в рециркуляционном орошении в мире. Но стоит ли воспринимать эти методы только в таком ракурсе? Льви­ная доля теплиц использует для полива неподготовленную воду. К тому же, ее химический состав часто желал бы стать лучше. А в результа­те - падение урожайности растений, проникновение инфекции и водорос­лей, которые снижают аэрацию субстрата. И это в случае, когда есть возмож­ность брать воду, по крайней мере, со скважины. Использование каналов, особенно в период таяния снега или после проливных дождей, вовсе может погубить существующую систему фертигации. А значит, вопрос очистки воды не так уж заоблачен?