ECA (elektrolizowana woda) – Nowa skuteczna metoda dezynfekcji systemów nawadniających i podłoży w uprawach jagodowych

Jak ważna jest dezynfekcja linii nawadniających wiedzą najlepiej producenci pomidorów i ogórków szklarniowych, którzy bez tego zabiegu nie widzą możliwości prowadzenia uprawy w następnym sezonie. Większość producentów owoców jagodowych, którzy posiadają systemy nawadniające (fot. 1) nie przyjmują jeszcze dużej wagi do tego zagadnienia. Dopiero pojawiające się problemy z zatykaniem kapilar, sprawia że zwiększa się zainteresowanie tym tematem.

Groźne bakterie i grzyby chorobotwórcze

Niestety niewielu ogrodników zdaje sobie sprawę, że system nawadniający może być siedzibą lub miejscem namnażania się wielu groźnych bakterii czy grzybów chorobotwórczych, które następnie są rozprzestrzeniane wraz z wodą i infekują kolejne rośliny. Nasuwa się więc pytanie gdzie jest przyczyna występowania tych infekcji: zakażone sadzonki, zakażona gleba czy substrat. W zależności od gospodarstwa, pierwotna przyczyna pojawienia się choroby jest zapewne różna. Skuteczna dezynfekcja systemu nawadniającego jest jednak podstawową czynnością ograniczającą występowanie danej choroby w przyszłym sezonie. Głównym celem takiej dezynfekcji wyczyszczenie linii jest usunięcie znajdujących się tam bakterii i grzybów chorobotwórczych. Niestety w tym ostatnim przypadku nie jest to takie proste, gdyż w linii nawadniającej tworzy się biofilm organiczny (rys. 1).

BIOFILM – ukryte zagrożenie

Badania przeprowadzone w ostatnim dziesięcioleciu wykazały, że większość bakterii, w tym gatunków powiązanych z roślinami, występuje zwykle jako kompleksowe biofilmy. Biofilm jest substancją, która łatwo formuje się w liniach dystrybucji wody, zbiornikach do magazynowania wody i każdym innym środowisku wodnym. Biofilm tworzy się, gdy bakterie zaczynają wydalać śluzowatą, lepką substancję (matryca polisacharydowa), która pozwala im przylegać do powierzchni. Masa biofilmu zwykle składa się z wielu gatunków bakterii i często obejmuje grzyby, glony i pierwotniaki. Szlam biofilmu zabezpiecza mikroorganizmy wywołujące choroby, chroniąc je przed dezynfekcją. Bakterie czy grzyby rosnące w biofilmie są dlatego znacznie trudniejsze do dezaktywacji, ponieważ wykazują zwiększoną tolerancję na środki biobójcze w porównaniu z pojedynczymi bakteriami. Szlam biofilmu jest również przyczyną zatykania się kapilar.

Analiza skuteczności powszechnie stosowanej dezynfekcji

Powyższe informacje na temat biofilmu wymagają analizy skuteczności obecnych procedur i praktyk dezynfekcji w odniesieniu do chorób bakteryjnych, wirusowych i grzybowych.

Niestety powszechnie stosowana dezynfekcja systemów nawadniających kwasem azotowym i podchlorynem sodu jest najczęściej niewystarczająca. Wynika to z tego, że jedno-dwukrotne przepłukanie kwasem azotowym i podchlorynem sodu na koniec sezonu usunie części mineralne i organiczne oraz wolne komórki bakterii czy grzybów ale nie zawsze usunie biofilm oraz nie zabije wszystkie bakterie, grzyby, pierwotniaki, wirusy oraz przetrwalniki z biofilmu.

Poza tym jony chlorowe (-OCL), które są główną substancją aktywną podchlorynu sodu są mało skuteczne w zwalczaniu niektórych przetrwalników bakterii i grzybów, gdyż często nie mogą przebić się przez ścianę komórkową.

Dodatkowo należy pamiętać, że biofilm może powstać w każdym momencie w trakcie uprawy (do jego powstania wystarczy już 1-3 tygodnie), jeśli linia nawadniająca nie będzie ciągle lub cyklicznie podawana skutecznej dezynfekcji w sezonie. Groźne patogeny chorobotwórcze mogą bowiem być również przyniesione wraz z materiałem nasadzeniowym na początku sezonu.

Nowe możliwości w skutecznej dezynfekcji.

Jednym z ostatnich odkryć jest możliwość użycia Elektro-chemicznie aktywowanej wody (ECA), zwanej wodą elektrolizowaną (EW) jako środka biobójczego.

Film wyjaśniający co to jest elektrolizowana woda:

Film na temat wykorzystania elektrolizowanej wody w rolnictwie w Kanadzie:

Jest to wynik nowej koncepcji opracowanej kilkadziesiąt lat temu ale udoskonalonej w ostatnim dwudziestoleciu w Japonii. ECA została wprowadzona do przemysłu spożywczego, rolniczego i medycznego między innymi w Japonii, USA i Kanadzie – a ostatnio również w Europie. W medycynie jest stosowane do dezynfekcji narzędzi, sterylizacji kanałów nerwowych w stomatologii oraz ostatnio do leczenia bardzo trudno gojących się ran skóry.

W rolnictwie głównym zastosowaniem ECA jest:

• Do dezynfekcji wody przeznaczonej do uprawy oraz do pojenia zwierząt,
• do dezynfekcji systemów nawadniających,
• do usuwanie biofilmu z wodociągów oraz linii nawadniających
• do dezynfekcji nasion, sadzonek, drzewek, podłoży, gleby
• do dezynfekcji obiektów, opakowań, chłodni, narzędzi i urządzeń
• do dezynfekcji owoców i warzyw po zbiorze
• do dezynfekcji kwiatów
• do przedłużenia żywotności kwiatów ciętych
• do dezynfekcji linii technologicznych w przemyśle rolno-spożywczym
• do dezynfekcji pomieszczeń inwentarskich

W Japonia czy USA elektrolizowana woda (ECA) jest dopuszczona do ochrony roślin – w tych krajach jest dopuszczona do ekologicznej produkcji.

Co to jest elektolizowana woda (ECA)?

ECA jest technologią do produkcji, której potrzebna jest tylko woda i sól (NaCl lub KCl). ECA opiera się na zasadzie elektrolizy membranowej soli (rys. 2). Główną substancją czynną powstałą w tym procesie jest kwas podchlorawy (HOCl). Ma on zdolność do utleniania lub „odbierania” elektronów z innych związków chemicznych co sprawia, że jest doskonałym środkiem odkażającym. Dokonując zmian w składzie chemicznym niepożądanych bakterii, grzybów, wirusów, glonów – zabijając je.

Kwas podchlorawy jest powszechnie uznawany za jeden z najskuteczniejszych znanych biocydów (środków biobójczych). Jest 80-120 razy bardziej skuteczny w zwalczaniu mikroorganizmów niż podchloryn sodu, którego substancja czynna (-OCL) często nie może przebić się przez ścianę komórkową (rys. 3).

Kwas podchlorawy jest środkiem biobójczym, który jest naturalnie wytwarzany przez ludzi i zwierzęta. Jest nieszkodliwy dla ludzi, zwierząt i środowiska naturalnego. Jest całkowicie biodegradowalny i hipoalergiczny.

.

Urządzenia do produkcji elektrolizowanej wody ECA na miejscu

Przy produkcji elektrolizowanej wody (ECA) na miejscu, jest ona wykorzystywana na wszelkich etapach produkcji:

• do ciągłej dezynfekcji wody,
• dezynfekcji szklarni, tuneli foliowych, magazynów, chłodni, opakowań, narzędzi
• dezynfekcji owoców i warzyw po zbiorze.

Dzięki ciągłej dezynfekcji wody linie fertygacyjne są cały czas czyste i wolne od biofilmu oraz chorobotwórczych bakterii i grzybów oraz glonów. Nie ma również problemów z zatykaniem się kapilar. Nie jest wtedy również konieczna szokowa dezynfekcja linii na koniec sezonu. Stosowanie ECA w okresie uprawy (fot. 2) jest możliwa dzięki temu, że jest ona bardzo skuteczna w zabijaniu mikroorganizmów w niskim stężeniu aktywnego chloru (już od 10 ppm), które nie jest fitotoksyczne dla roślin (zaleca się jedynie ostrożność w przypadku siewek ogórków). Przy podawaniu nieco wyższego stężenia kwasu podchlorawego (30-50 ppm) zwalczane są również patogeny chorobotwórcze w matach/podłożach uprawowych. W USA i Japonii takie stężenie ECA stosowane jest również do leczenia zainfekowanych roślin chorobami bakteryjnymi i wirusowymi. Przy podawaniu ECA w trakcie uprawy należy jedynie pamiętać, że nie należy podawać elektrolizowanej wody wraz z saletrą amonową, gdyż elektrolizowana woda traci swoją aktywność w wyniku rozkładu NH⁴⁺. Można stosować ECA wspólnie z saletrą wapniową, ale w jej składzie maksymalna zawartość NH⁴⁺ nie powinna być większa niż 0,3%.

Nowej generacji urządzenia do produkcji ECA na miejscu oferuje firma Agro Smart Lab. Oferuje ona urządzenia firmy Kirkmayer (fot. 3), które są szeroko stosowane min. w Kanadzie, USA i Australii.

Znalazły one tam uznanie, gdyż dzięki opatentowanemu generatorowi z podwójnym chłodzeniem oraz specjalną membraną wytwarzają ultra czysty kwas podchlorawy z prawdopodobnie najmniejszą zawartością chlorków na rynku oraz bardzo niską zawartością sodu lub potasu (w zależności jaką sól się używa do produkcji). Drugim produktem wytwarzanym przez te generatory w niewielkiej ilości jest NaOH lub KOH – które mogą być wykorzystywane do innych celów. Dodatkowo generatory do produkcji ECA firmy Kirkmayer są wyposażone w automatyczny panel sterowania z podłączeniem do internetu. Dzięki czemu nadzór nad pracą urządzenia oraz ewentualne korekty ustawień są prowadzone zdalnie przez serwisanta.

……………………………………………………………………….

Więcej informacji na temat ceny i wydajności urządzeń firmy Kirkmayer można uzyskać pod numerem tel. 506 001 551, lub e-mail: info@agrosmartlab.com

……………………………………………………………………….

Urządzenia do produkcji ECA na miejscu jest bardzo opłacalną inwestycją ale dla większych gospodarstw, gdyż koszt produkcji ECA na miejscu jest bardzo niski, ale dosyć duży jest jednorazowy koszt urządzenia. Inwestycja taka zwraca się jednak w krótkim czasie.

BIO ACTIW 2000 – pierwszy zarejestrowany środek biobójczy na bazie ECA, również do upraw ekologicznych

W Unii Europejskiej kwas podchlorawy powstały w wyniku elektrolizy soli i wody został oficjalnie zatwierdzony w 2018 roku. Latem tego roku został zarejestrowany i dopuszczony do obrotu w Polsce pierwszy środek biobójczy na bazie kwasu podchlorawego – produkt: Bio ActiW 2000 (pozwolenie numer:7790/19).

Bio ActiW 2000 jest dopuszczony do:

• dezynfekcji wody pitnej i użytkowej,
• do dezynfekcji powierzchni mających i nie mających styczności z żywnością
• do dezynfekcji owoców i warzyw po zbiorze
• do dezynfekcji w obszarze weterynarii.

Producentem jest firma Bioactiw, a wyłącznym dystrybutorem firma Agro Smart Lab. Bio ActiW 2000 jest dostępny w opakowaniach 10 l, 20 l (cena 4 zł netto/litr) oraz w opakowaniach 1000 litrowych (cena 2,43 zł netto/litr). Produkty są dostępne na stronie: https://sklep.agrosmartlab.com/

Dezynfekcja systemu nawadniającego

Przy stosowaniu Bio ActiW 2000 w dezynfekcji systemu nawadniającego konieczna jest kontrolowanie pH roztworu: 4,0-5,5. Aby zastosować Bio ActiW 2000, można podpiąć się pod jeden z kanałów nawozowych (należy obliczyć szybkość podawania Bio ActiW 2000, tak aby uzyskać wymagane stężenie np. 2,5% (2,5 litra na ok. 100 litrów wody) lub zastosować precyzyjną pompkę dozującą bezpośrednio do mieszalnika.

Odkażanie mat uprawowych, podłoży i gleby

Spora część ogrodników wykorzystuje podłoża torfowo/kokosowe w kolejnym sezonie. Nie jest to zalecane, ale jeśli podejmuje się taką decyzję, koniecznie powinno się je odkazić. Do tej pory nie ma zbyt wiele skutecznych i bezpiecznych metod takiego odkażania. Dzięki technologii ECA i produktowi Bio ActiW 2000 jest to możliwe. Odkażanie podłoża można połączyć z drugim etapem – usuwania biofilmu z linii nawadniającej i kapilar.

• Odkażanie podłoży torfowych/kokosowych: Bio ActiW 2000: stężenie 5%, pH:4,0-5,5. Należy prowadzić dezynfekcję aż podłoże zostanie całkowicie przelane. Odkażanie powinno być powtórzone drugi raz w kolejnym dniu. Po odkażeniu takie podłoże jest wyjałowione. Zaleca się (po odczekaniu minimum 5 dni lub przy sadzeniu roślin) wprowadzenie do podłoża pożytecznych bakterii lub grzybów.
• Odkażanie gleby: Bio ActiW 2000: stężenie 5%, pH:4,0-5,5. Gleba przed odkażaniem powinna  mieć wilgotność: 50-70% (temperatura: od 1 C-25 C). Należy prowadzić odkażanie aż gleba nasyci się roztworem do głębokości 15-20 cm. Odkażanie powinno być powtórzona drugi raz w kolejnym dniu. Po odkażeniu taka gleba jest wyjałowiona. Zaleca się (po minimum 1 tygodniu od zabiegu, lub przed sadzeniem roślin) wprowadzenie do gleby pożytecznych bakterii lub grzybów.

Dezynfekcja obiektu (tunele), dezynfekcja urządzeń i narzędzi;

Niestety sama dezynfekcja systemu nawadniającego i mat nie jest wystarczająca. Konieczna jest również skuteczna dezynfekcja całego obiektu, urządzeń i narzędzi. Tutaj podobnie jak w przypadku systemów nawodnieniowych w miejscach, gdzie gromadzi się wilgoć mogą powstawać biofilmy. Tak więc po umyciu obiektu powinno się go zdezynfekować.

• Dezynfekcja poprzez opryskanie powierzchni: Bio ActiW 2000: stężenie 5%, pH 3,5-5,5. Do zakwaszenia roztworu można użyć kwasek cytrynowy (25-35 gram/100 litrów cieczy). Ważne – przygotowany roztwór musi być wykorzystana w tym samym dniu.
• Dezynfekcja poprzez zamgławianie: Bio ActiW 2000: stężenie 10%-20%, pH 3,5-5,5. Do zakwaszenia roztworu można użyć kwasek cytrynowy (25-35 gram/100 litrów cieczy). Ważne – przygotowany roztwór musi być wykorzystana w tym samym dniu.

Dezynfekcja wody oraz zabezpieczenie przed powstawaniem biofilmu oraz zatykaniem się kapilar w trakcie uprawy

Przy ciągłym podawaniu ECA, nie jest wymagana żadna inna metoda dezynfekcji wody np. lampy UV.

• Ciągła dezynfekcja wody: Bio ActiW 2000: stężenie: 0,5%, pH: 5,0-5,6. Ważne: nie należy łączyć z saletrą amonową, a zawartość NH⁴⁺ w saletrze wapniowej nie może być większa niż 0,3%.
• Dezynfekcja linii nawadniającej i zapobieganie powstawania biofilmu: Dezynfekcja: 1 raz w tygodniu – 2-3 cykle: Bio ActiW 2000: stężenie: 1%, pH: 5,0-5,6. Ważne: nie należy łączyć z saletrą amonową, a zawartość NH⁴⁺ w saletrze wapniowej nie może być większa niż 0,3%.

Odkażanie mat uprawowych, podłoży i gleby w trakcie uprawy

• Odkażanie podłoży torfowych/kokosowych: Bio ActiW 2000: stężenie 5%, pH:4,0-5,5. Należy prowadzić dezynfekcję aż podłoże zostanie całkowicie przelane. Odkażanie powinno być powtórzone drugi raz w kolejnym dniu. Ważne: W celu zwiększenia skuteczności odkażania, 3-4 dni przed zabiegiem należy zaprzestać podawania saletry amonowej (jeśli jest podawana). Podczas przeprowadzania odkażania może być podawana saletra wapniowa, ale należy korzystać tylko z takiego produktu który zawiera w swoim składzie maksymalnie 0,3% saletry amonowej. Po odkażeniu takie podłoże jest wyjałowione. Zaleca się (po odczekaniu minimum 5 dni) wprowadzenie do podłoża pożytecznych bakterii lub grzybów.

• Odkażanie gleby: Bio ActiW 2000: stężenie 5%, pH:4,0-5,5. Gleba przed odkażaniem powinna  mieć wilgotność: 50-70% (temperatura: od 1 C-25 C). Należy prowadzić odkażanie aż gleba nasyci się roztworem do głębokości 15-20 cm. Odkażanie powinno być powtórzona drugi raz w kolejnym dniu. Ważne: W celu zwiększenia skuteczności odkażania, 3-4 dni przed zabiegiem należy zaprzestać podawania saletry amonowej przez system fertygacyjny (jeśli jest podawana). Podczas przeprowadzania odkażania może być podawana saletra wapniowa, ale należy korzystać tylko z takiego produktu który zawiera w swoim składzie maksymalnie 0,3% saletry amonowej. W przypadku upraw, gdzie stosuje się standardowe nawożenie (posypowe) można zastosować odkażanie nie wcześniej niż 3 tygodnie po zastosowaniu nawozów amonowych. Po odkażeniu taka gleba jest wyjałowiona. Zaleca się (po minimum 1 tygodniu od zabiegu) wprowadzenie do gleby pożytecznych bakterii lub grzybów.

Pierwsze polskie testy z sezonu 2019 potwierdzają skuteczność takiego odkażania w zahamowaniu rozprzestrzeniania się zgnilizny korony truskawek oraz werticiliozy

Dezynfekcja komór chłodniczych, pakowni, oraz owoców po zbiorze;

Dezynfekcja komór chłodniczych i pakowni poprzez opryskanie powierzchni: Bio ActiW 2000: stężenie 2,5-5%, pH 3,5-5,5. Do zakwaszenia roztworu można użyć kwasek cytrynowy (25-35 gram/100 litrów cieczy). Ważne: Przygotowany roztwór musi być wykorzystana w tym samym dniu.

Dezynfekcja komór chłodniczych i pakowni poprzez zamgławianie: Bio ActiW 2000: stężenie 10%-20%, pH 3,5-5,5. . Do zakwaszenia roztworu można użyć kwasek cytrynowy (25-35 gram/100 litrów cieczy).Ważne: Przygotowany roztwór musi być wykorzystana w tym samym dniu.

Dezynfekcja owoców po zbiorze poprzez zamgławianie suchą mgłą: Bio ActiW 2000: stężenie 5%-10%, pH 3,5-5,5.

W niektórych krajach stosuje się zamgławianie suchą mgłą (średnica kropel: około 10 mikronów) owoców jagodowych w celu wydłużenia trwałości owoców – usuwanie zarodników szarej pleśni i innych bakterii i grzybów powodujących psucie się owoców (działanie ECA Bio ActiW jest tutaj bardzo podobne do ozonu). Dodatkowo w przypadku owoców przeznaczonych do mrożenia czy przetwórstwa stosuje się (np. w Wielkiej Brytanii) zamgławianie suchą mgłą w celu wyeliminowania norowirusów oraz wirusów żółtaczki.

POMIAR SKUTECZNOŚCI DEZYNFEKCJI SYSTEMU NAWADNIAJĄCEGO

• 

• 

Do tej pory w zasadzie nie było możliwości zmierzenia skuteczności przeprowadzonej dezynfekcji systemu nawadniającego. Od niedawna jest stosowane w przemyśle spożywczym i hodowli drobiu nowe, proste narzędzie do sprawdzania skuteczności dezynfekcji wody i wodociągów, które można z powodzeniem przenieść do ogrodnictwa. Wykorzystuje się w tym celu przenośne urządzenia do mierzenia potencjału oksydacyjno-redukcyjnego – ORP (Redox). Dosyć dobrym i stosunkowo tanim urządzeniem jest: ADWA AD14 pH/ORP – koszt takiego urządzenia wynosi około 350 zł. ORP jest parametrem mierzonym w miliwoltach (mV), opisujący poziom oksydacyjny (utlenienia) wody (fot. 5) . Wynik odzwierciedla aktywność środka odkażającego wodę, a nie poziom jego stężenia wyrażony w ppm.

Film wyjaśniający co to jest ORP:

Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) w rozporządzeniu dotyczącym standardów jakości wody pitnej ustanowiła, że na poziomie ORP równym 650 mV woda jest odkażona, a inaktywacja wirusów zachodzi prawie natychmiast. Badania wykazały, że na poziomie ORP wynoszącym 650 mV bakterie takie jak E. coli zabijane są natychmiast lub w ciągu kilku sekund (tab.). Zabicie bardziej odpornych organizmów, takich jak listeria, salmonella, drożdże i pleśnie, czy najgroźniejsze choroby bakteryjne i grzybowe roślin może wymagać ORP na poziomie 750 mV lub wyższym.

W przypadku dezynfekcji linii technologicznych w przemyśle spożywczym zaleca się aby ORP wynosiło na wejściu minimum 900 mV.  Jeśli na końcu linii jest duży spadek ORP, oznacza to, że w środku są dalej mikroorganizmy i dezynfekcję należy powtórzyć. Uważa się, że system jest zdezynfekowany jeśli na końcu linii  ORP jest na podobnym poziomie co przy wejściu (fot. 6).  

Miernik ORP (Redox) można z powodzeniem stosować w ogrodnictwie. Skuteczność dezynfekcji przy pomocy wody elektrolizowanej EC jest zależne od stężenia środka, pH wody oraz twardości wody (im wyższe pH i twardsza woda – niższy poziom ORP – czyli niższa skuteczność). Na efektywność środka mają również wpływ warunki przechowywania. Bio ActiW 2000 powinien być przechowywany w ciemnym i chłodnym miejscu. Tak więc w niektórych przypadkach można zastosować niższe stężenie środka a w innych przypadkach należy zwiększyć stężenie środka aby uzyskać odpowiedni poziom ORP (Redox).

W celu uzyskania najlepszych efektów zastosowania wody elektrolizowanej EC – Bio ActiW 2000 zaleca się następujące wartości ORP (Redox):

• Szokowa dezynfekcja linii nawadniającej: w mieszalniku ORP: minimum 850-900 mV
• Odkażanie  podłoża, gleby: ORP: minimum 950 mV,
• Dezynfekcja poprzez opryskiwanie: ORP: minimum 900 mV
• Dezynfekcja poprzez zamgławianie: ORP: minimum 1000 mV
• Ciągła dezynfekcja wody: ORP: minimum 780-800 mV
• Dezynfekcja linii nawadniającej i zapobieganie powstawania biofilmu (1 raz w tygodniu): ORP: minimum 800-820 mV

Materiał promocyjny