Obiegi częściowo zamknięte
Dominującym systemem nawadniania w szkółkach są deszczownie, za których pośrednictwem woda wraz z zarodnikami dostaje się łatwo na rośliny oraz na podłoże.
Rośliny uprawiane w pojemnikach często ustawia się na folii nieprzepuszczalnej dla wody. W czasie podlewania (deszczowania) nadmiar wody wypływa z pojemnika zabierając niejednokrotnie ze sobą również zarodniki patogenów i przemieszcza się pod pojemniki obok stojące. Następnie woda podsiąka do góry pojemnika wraz z zarodnikami, które dostają się w pobliże korzeni roślin dotychczas zdrowych.
Innymi słowy wielu naszych producentów stosuje w swoich szkółkach nieświadomie obiegi częściowo zamknięte wody lub pożywki* przez użycie nieprzepuszczalnej folii. Taki sposób uprawy, przy korzystaniu z zakażonej wody, przyczynia się do gwałtownego wzrostu nasilenia występowania patogenów glebowych.
Obserwacje prowadzone w krajowych szkółkach wykazały występowanie tam gatunków z rodzaju Phytophthora, które powodują zamieranie pędów rozpoczynające się od ich wierzchołków u, między innymi: świerka, różanecznika (fot. 1), lilaka.
Fot. 1. Zamieranie wierzchołków różanecznika powodowane przez Phytophthora sp.
Jeśli zatem szkółka korzysta ze źródeł wody, takich jak stawy, rzeki, niezbędne jest dezynfekowanie jej przed podaniem roślinom. Woda (pożywka) przeznaczona do sterylizacji najpierw winna być oczyszczona z resztek roślinnych oraz podłoża, które uniemożliwiają odkażanie lub zdecydowanie obniżają jego skuteczność.
Metody dezynfekcji
Filtry piaskowe. Wydaje się, że ta metoda dezynfekcji ma największe szanse zastosowania w naszych szkółkach. Używane są powszechnie do uzdatniania wody pitnej. Uwalniają one pożywkę od związków organicznych oraz patogenów roślin. Filtry piaskowe mają bardzo prostą budowę, przez co możliwe jest ich wykonanie we własnym zakresie.
Filtr ma wysokość około 250 cm, natomiast jego średnica jest uzależniona od oczekiwanej wydajności (większa zapewnia wydajniejsze filtrowanie). W filtrze wyróżnia się trzy główne warstwy (rys.): najniżej położoną stanowi żwir, pośrednią — piasek, górną — woda. Żwir składa się z 3 frakcji. Najniżej znajduje się ta najgrubsza, o średnicy drobin 16–32 mm, następnie pośrednia (8–16 mm), a najwyżej najdrobniejsza — 2–8-milimetrowa. Każda warstwa żwiru ma grubość 15 cm. Warstwa piasku (ziarna o średnicy mniejszej niż
2 mm) ma miąższość 100–120 cm, a wody — 80–100 cm. Zdezynfekowana pożywka jest odprowadzana do obiektu (szkółki, szklarni, tunelu) za pomocą systemu rur znajdujących się w najniżej umieszczonej warstwie żwiru.
Przekrój poprzeczny przez filtr piaskowy
Uruchamiając nowy filtr do dezynfekcji wody (pożywki) należy najpierw napełnić go wodą, którą wprowadza się od podstawy urządzenia aż do góry, aby usunąć powietrze. Dezynfekcja wody lub pożywki odbywa się w filtrze przy wykorzystaniu różnych, samonamnażających się mikroorganizmów (biologicznie), toteż uzyskuje on pełną sprawność dopiero po upływie 2–3 tygodni od uruchomienia. Eksploatacja polega na bardzo powolnym przepływie wody (ok. 10–30 cm/godz.) od góry do dołu filtru. Prowadzone w Belgii badania wykazały, że przefiltrowana pożywka jest całkowicie uwalniana od zarodników grzybów i organizmów grzybopodobnych przy szybkości jej przepływu 300 l/godz./m2 (przypuszcza się, że gdy ciecz jest bardzo skażona, trzeba zmniejszyć tę prędkość). Jeśli natomiast pożywka przepływa szybciej, nie zostaje zupełnie pozbawiana chorobotwórczych mikroorganizmów. Warto również pamiętać, że filtry piaskowe nie eliminują całkowicie z wody lub pożywki wirusów oraz nicieni. Bardzo istotnym czynnikiem decydującym o dokładności tego typu dezynfekcji jest temperatura wody (pożywki) — nie powinna być niższa niż 10oC.
Zaletą filtrów piaskowych jest prosta budowa, łatwa obsługa i tania eksploatacja. Dla prawidłowego ich funkcjonowania konieczne jest zapewnienie temperatury otoczenia powyżej 15oC. Dlatego też w naszych warunkach klimatycznych powinny być one instalowane wewnątrz budynków (fot. 2), co wiąże się ze stratą powierzchni użytkowej. Koszt dezynfekcji 1 m3 wody (pożywki) przy wykorzystaniu filtrów piaskowych odpowiada w warunkach belgijskich około 2 $. Analizując wady i zalety filtrów piaskowych można przypuszczać, że będzie to najczęściej wykorzystywana metoda dezynfekcji wody lub pożywki w naszych szkółkach.
Fot. 2. Filtr piaskowy zainstalowany w pomieszczeniu
Promieniowanie UV. Z badań dotychczas przeprowadzonych w Europie Zachodniej wynika, że najskuteczniejszą metodą sterylizacji jest poddanie wody lub pożywki działaniu promieni UV, których źródłem są specjalne rtęciowo-fluorescencyjne lampy — rury z osłoną kwarcową (fot. 3). Ciecz przepływa przez komorę naświetlania takiego sterylizatora. Promienie UV o długości fali 254 nm emitowane są z niskociśnieniowego promiennika umieszczonego wewnątrz komory (w około 10% odbijane lub absorbowane przez ciecz). Działają m.in. na kwas DNA organizmów znajdujących się w roztworze i prowadzą do zahamowania podziału ich komórek.
Fot. 3. Prosty sterylizator z lampą UV
Na skuteczność dezynfekcji wody (pożywki) wpływa: moc lamp UV (110–200 W), czystość kwarcowej osłony, czystość cieczy i grubość jej warstwy (5–10 mm) oraz szybkość przepływu cieczy przez rurę (mierzona w litrach na minutę). Jeśli chcemy zwiększyć ilość sterylizowanej wody albo pożywki, w przeliczeniu na jednostkę czasu, należy zainstalować więcej lamp UV.
Poddawana dezynfekcji woda, a zwłaszcza pożywka zawiera różne organiczne i nieorganiczne związki (np. chelaty żelaza) bardzo intensywnie pochłaniające promienie UV-C, co zmniejsza dawkę napromieniowania. W celu kontrolowania stopnia napromieniowania wody (pożywki) zainstalowano w module do dezynfekcji specjalne czujniki intensywności promieniowania UV, korygujące sprawne działanie urządzenia. Przy dawce promieniowania 100 mJ/cm2 ciecz jest całkowicie uwalniana od chorobotwórczych grzybów, bakterii, wirusów, a także od nicieni. W warunkach belgijskich koszt dezynfekcji 1 m3 pożywki to równowartość 4–6 $.
Zaletą lamp UV jest ich duża wydajność przy małych rozmiarach. Natomiast do wad tej metody odkażania wody lub pożywki należy zaliczyć stosunkowo wysoki koszt urządzenia, a następnie eksploatacji. Promienniki UV montowane są jako jedyne urządzenia do sterylizacji lub mogą być uzupełnieniem odkażania wody (pożywki), która wcześniej została zdezynfekowana za pomocą filtrów piaskowych.
Termiczna dezynfekcja. Wodę (pożywkę) podgrzewa się do 95–97oC i taką temperaturą traktuje przez 30 sek.). Odbywa się to w specjalnych piecach. Ich główną częścią są rury, w których podgrzewana jest przepływająca ciecz. W trakcie tego procesu na powierzchni rur wytrącają się związki wapnia, magnezu i fosforu (kamień kotłowy). Aby zapobiec tym niekorzystnym skutkom, odczyn wody (pożywki) przed odkażaniem termicznym trzeba obniżyć do wartości pH 4.
Ta metoda dezynfekcji jest bardzo skuteczna w uwalnianiu wody (pożywki) od wszystkich czynników chorobotwórczych oraz nicieni. Natomiast do jej wad należą stosunkowo wysokie koszty budowy instalacji oraz eksploatacji.
Chemiczna dezynfekcja. Z uwagi na szkodliwy wpływ na środowisko metoda ta jest tylko sporadycznie praktykowana w niektórych gospodarstwach ogrodniczych. Polega ona na dodaniu do wody lub pożywki fungicydów polecanych do zwalczania patogenów, które wywołują zgnilizny korzeni i podstawy pędów (Previcur 607 SL i Sarfun 500 SC w dawce 1 l każdego z tych środków na 5–10 m3 wody lub pożywki, w zależności od stopnia zagrożenia chorobą). Wadą chemicznego odkażania jest wysoki koszt środków, duże niebezpieczeństwo skażenia środowiska oraz możliwość uszkodzenia systemu korzeniowego roślin przez środki ochrony. Należy również zaznaczyć, że na rynku nie ma fungicydów zarejestrowanych konkretnie do tego celu. Z kolei zalety chemicznej dezynfekcji to: łatwość jej przeprowadzenia, duża skuteczność oraz możliwość odkażenia cieczy w całym obiegu — nie tylko punktowo przed wprowadzeniem wody (pożywki) w obieg, jak ma to miejsce w przypadku pozostałych metod.
Niezależnie od metody dezynfekowania, pomimo przeprowadzenia tego zabiegu, niezbędna jest okresowa kontrola wody (pożywki) wprowadzanej do obiektu — badanie, czy nie zawiera zarodników patogenów. Oceny dokładności przeprowadzonej dezynfekcji można dokonywać w specjalistycznych laboratoriach za pomocą roślin pułapkowych lub pożywek selektywnych.
* obiegi zamknięte uwzględniające gromadzenie i wielokrotne używanie, czyli recykling wody lub pożywki, są świadomie i najczęściej z konieczności — ze względów ekonomicznych oraz proekologicznych — wprowadzane w Europie Zachodniej
