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Mexikanisches Agrarunternehmen berichtet über eine Verringerung des Biofilms in Rohren und Tropfern durch Desinfektion mit hypochloriger Säure

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Ein landwirtschaftlicher Großbetrieb in Mexiko hat berichtet, dass sich die Biofilmbildung in seinen Bewässerungsrohren und Tropfern nach der Installation eines automatisierten Systems zur Erzeugung von reiner hypochloriger Säure vor Ort verringert hat.

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Die von Hydroponic Systems bereitgestellte Technologie wurde bereits auf dem mexikanischen Markt als Lösung zur Verbesserung der mikrobiologischen Qualität von Bewässerungswasser eingeführt und dient der Bewältigung einer der hartnäckigsten Herausforderungen im intensiven Pflanzenanbau: der Bildung von Biofilmen und der daraus resultierenden Verstopfung von Bewässerungsrohren, Filtern, Tropfern und Bewässerungspfählen. Das System wirkt zudem desinfizierend gegen Mikroorganismen wie Fusarium, Pythium, Phytophthora, Clavibacter und E. coli.

Das System erzeugt PHA (reine hypochlorige Säure) direkt vor Ort in der landwirtschaftlichen Anlage und kann automatisch rund um die Uhr betrieben werden. Die Behandlung erfolgt an der Bewässerungskopfstation, sodass Landwirte im Rahmen ihrer normalen Bewässerungsabläufe einen präventiven Ansatz umsetzen können.

Eines der wichtigsten Merkmale ist die kontinuierliche Desinfektion im gesamten Bewässerungsnetz. Im Gegensatz zu Systemen, die auf periodische Desinfektionszyklen angewiesen sind, wird PHA kontinuierlich in das Bewässerungswasser dosiert, sodass das Desinfektionsmittel durch das gesamte hydraulische Netz zirkulieren kann, einschließlich Rohren, Bewässerungspfählen, Tropfern, Entwässerungsrinnen, Abflüssen und Filtern. Während das behandelte Wasser durch das System fließt, wirkt es kontinuierlich auf die Innenflächen ein und baut Biofilme schrittweise ab und entfernt sie, einschließlich bereits festsitzender Ablagerungen.

Versuche, die im selben landwirtschaftlichen Betrieb durchgeführt wurden, erstreckten sich auch auf andere Aspekte des Pflanzenanbaus und der Betriebshygiene. PHA wurde zur Desinfektion von Anzuchtpaletten für Sämlinge evaluiert und mit drei alternativen Behandlungsmethoden verglichen. In diesem phytopathologischen Versuch erzielte hypochlorige Säure in einer Konzentration von 1.150 ppm die beste Gesamtleistung unter den zur Desinfektion von Anzuchtkisten und Metallkonstruktionen im Gewächshaus bewerteten Behandlungsmethoden und reduzierte phytopathogene Pilze sowie die gesamte mikrobielle Belastung.

Weitere Desinfektionsversuche wurden an Werkzeugen und Geräten durchgeführt, die im Gewächshaus verwendet werden, während die Untersuchungen zu Blattapplikationen und zur Desinfektion nach der Ernte noch andauern.

Das Problem beginnt oft bereits vor dem Tropfer

Viele Bewässerungsprobleme, die sich letztendlich an den Tropfern bemerkbar machen, haben ihren Ursprung tatsächlich mehrere Meter davor, im Inneren des Bewässerungsnetzes.

Organische Stoffe, Mikroorganismen, Algen, Schlamm, Karbonate und Düngemittelausfällungen können sich nach und nach an den Innenwänden der Bewässerungsrohre ansammeln und Ablagerungen bilden, die die Entstehung einer schleimigen mikrobiellen Matrix begünstigen, die als Biofilm bekannt ist.

Dieser Biofilm kann weitere Partikel und Sedimente einfangen. Mit der Zeit bauen sich diese Ablagerungen auf und beginnen, die engsten Abschnitte des Bewässerungssystems zu beeinträchtigen, darunter Filter, Tropferlabyrinthe, Mikrorohre und Bewässerungspfähle.

Infolgedessen kann der Austausch eines verstopften Tropfers oder das Durchspülen einer Bewässerungsleitung den Wasserfluss zwar vorübergehend wiederherstellen, ohne jedoch zwangsläufig die eigentliche Ursache des Problems zu beheben.

In dem mexikanischen landwirtschaftlichen Betrieb, in dem diese Technologie zum Einsatz kommt, wurde eine Verringerung des Biofilms in Bewässerungsrohren und Tropfern beobachtet, verbunden mit einer verbesserten Bekämpfung von Verstopfungen und einer höheren Leistungsstabilität des Bewässerungssystems.

Kontinuierliche Desinfektion, integriert in den täglichen Bewässerungsbetrieb

Einer der Hauptvorteile des Systems ist seine Fähigkeit, die Wasseraufbereitung in den regulären Bewässerungsbetrieb des landwirtschaftlichen Betriebs zu integrieren.

PHA wird vor Ort unter Verwendung von Natriumchlorid (NaCl) als Ausgangsstoff erzeugt und kann direkt in das Bewässerungswasser dosiert werden. Den bisher gemeldeten Betriebsergebnissen zufolge wird die Behandlung präventiv eingesetzt, wobei unter den festgelegten Betriebsbedingungen keine nachteiligen Auswirkungen auf die Kulturen beobachtet wurden.

Das System ermöglicht eine automatisierte Herstellung und Dosierung, wobei die Betriebsparameter an die Wasserdurchflussmenge, die hydraulische Auslegung und die spezifischen Anforderungen der jeweiligen Anlage angepasst werden. Es lässt sich zudem in verschiedene Bewässerungskonfigurationen integrieren, darunter Tropfbewässerung, Sprinkleranlagen und Hydrokultursysteme.

Eine weitere wichtige Beobachtung aus dem landwirtschaftlichen Betrieb ist, dass die Behandlung weder die elektrische Leitfähigkeit (EC) des Bewässerungswassers nennenswert erhöht noch dessen pH-Wert wesentlich verändert, was die Integration in bestehende Fertigation-Programme erleichtert.

Von der korrektiven Instandhaltung zum kontinuierlichen Bewässerungswassermanagement

Die Ansammlung von organischem Material und Biofilm schafft zudem günstige Bedingungen für die Entwicklung und Persistenz von Mikroorganismen innerhalb des Bewässerungsnetzes.

In großflächigen landwirtschaftlichen Betrieben, in denen Tausende von Bewässerungsdüsen eine gleichbleibende Leistung erbringen müssen, kann bereits eine allmähliche Verringerung der Durchflussrate die Gleichmäßigkeit der Fertigation beeinträchtigen und den Wartungsaufwand erhöhen.

Die Einführung von Systemen zur PHA-Erzeugung vor Ort auf dem mexikanischen Agrarmarkt spiegelt einen Wandel im Bewässerungswassermanagement wider: weg von der Abhängigkeit von reaktiven Reinigungsverfahren hin zu einer kontinuierlichen Kontrolle sowohl der mikrobiologischen Qualität des Bewässerungswassers als auch des Zustands des Verteilungsnetzes.

Für professionelle Landwirte, die mit wiederkehrenden Biofilmablagerungen, überlasteten Filtern oder verstopften Tropfern zu kämpfen haben, bietet diese Technologie einen zusätzlichen Ansatz, um das zugrunde liegende Problem anzugehen, bevor Ablagerungen den Tropfer erreichen und die Bewässerungsleistung beeinträchtigen.