Борьба с корневыми гнилями культур на рециркуляционной гидропонике

710

Зарубежный опыт

Долгосрочное поддержание здоровья и продуктивности растений — серьезная задача при гидропонном выращивании овощей. Производители продукции растениеводства часто сталкиваются со снижением качества, урожайности и рентабельности огурца, перца, томата и других гидропонных культур из-за поражения корней патогенами, накопления фитотоксичных веществ в питательном растворе, дисбаланса солей и других причин. Иногда потери крайне велики, например, при корневой гнили, фузариозном увядании, поражении питиумом.

В некоторых производственных системах проблемы, связанные с вредными микроорганизмами и токсичными веществами, зачастую решают постоянным или периодическим сбросом использованного питательного раствора в окружающую среду и пополнением системы свежим. Однако сброс может загрязнять почву и поверхностные воды остатками элементов питания, патогенами, токсичными веществами, пестицидами и другими остатками. Такие разгрузка системы и ее пополнение также приводят к увеличению затрат пресной воды. Долгосрочное решение – практиковать непрерывную рециркуляцию питательного раствора в сочетании с восстановительными мероприятиями против вредных организмов и токсичных веществ.

В данной публикации рассматриваются болезни корневой системы и основные методы их профилактики у гидропонных культур. Как основной пример здесь приводится заражение питиумом (Pythium), однако эти принципы применимы и к другим патогенам.

Различные виды Pythium, заселяющие корни гидропонных культур, легко попадают в питательный раствор с растениями, отмершими растительными остатками, почвой, насекомыми, с загрязненной техники, обуви и пр. В некоторых случаях они могут присутствовать в водопроводной воде, особенно если ее забирают из поверхностных источников. Устойчивые споры (ооспоры) Pythium могут сохраниться после предыдущей культуры на поверхностях пластиковых трубок и других компонентов гидропонных систем.

«Взрывные» вспышки сопровождаются быстрым развитием корневых гнилей и вторичными симптомами, такими как увядание большого числа растений в теплице. Pythium способен быстро размножаться на корнях и активно распространяется. Расселение происходит посредством микроскопических зооспор, которые переносятся в питательном растворе и заражают верхушки молодых растущих корней. Питиум также распространяется от корня к корню с помощью гиф. При выращивании огурца патоген накапливается в огромных количествах в слизистом корневом экссудате, собирающемся на поверхности питательного раствора. Массовое заражение корней приводит к загниванию корневых систем большого числа растений за нескольких дней (Zheng, Sutton, Yu). Новые поколения зооспор и гифы производятся более-менее непрерывно.

Отсутствие микробной конкуренции и антагонизма благоприятствуют патогенным организмам в гидропонных системах. В питательных растворах гидропонных культур нет обильных и разнообразных популяций микроорганизмов (микроскопические грибы, бактерии, одноклеточные животные), особенно в течение первых 8-12 недель выращивания (Zheng, Sutton, Yu). Таким образом, Pythium и другие патогены в растворах не сталкиваются с большим количеством врагов и конкурентов, которые в более естественных средах (почвы, растительные остатки) помогают снизить популяцию вредных организмов. Другими словами, биологический контроль Pythium в корневых зонах гидропонных культур обычно скуден или отсутствует, что является важным фактором, способствующим вспышкам.

Факторы экологического стресса предрасполагают гидропонные культуры к атаке патогенов, поражающих корни. Стрессовые условия, такие как периоды высокой температуры, невысокий уровень растворенного кислорода в растворе, низкая интенсивность освещения и дисбаланс питательных веществ значительно повышают восприимчивость культур к поражению Pythium, Fusarium, Botrytis и другими возбудителями.

Существует ряд методов инактивации, уничтожения или удаления спор Pythium, Fusarium и других патогенов из питательного раствора, циркулирующего за пределами зоны выращивания культуры. Физические методы включают фильтрацию (применяются песок, лава), ультразвук, тепло, УФ-излучение. В Гвельфском университете проводили детальные исследования доз УФ, необходимых для инактивации различных спор Pythium и Fusarium в воде и гидропонных растворах (см. Sutton et al.). Обычно дозы в 40-50 мВт·с/см2 достаточно, чтобы уничтожить почти все виды спор.

Рекомендации:

Санитарная обработка и стерилизация материалов, оборудования и поверхностей в теплице должна быть тщательной.
Большое внимание следует уделять производству оздоровленного посадочного материала, свободного от патогенов. Недостаточно, если его корневая система просто выглядят здоровой: растения без видимых симптомов (например, с нормальным, не коричневым цветом корней) тоже могут быть поражены. ОДНОГО больного растения достаточно, чтобы началась вспышка корневой гнили.
Необходима борьба с вредителями.
Рассмотрите возможность фильтрации воды из внешних источников (например, через песок), особенно если она забирается из поверхностных источников.
Регулируйте микроклимат и условия питательного раствора, чтобы минимизировать предрасположенность культуры к болезням, т.е. максимально защитите ее от стресс-факторов. В некоторых хозяйствах отмечают преимущества насыщения кислородом раствора, особенно в теплую погоду. По возможности температура растворов должна быть ниже 27 °C.

Помимо очистки питательных растворов от болезнетворных микроорганизмов и токсичных веществ, организуют и более прямую защиту корней от Pythium и других патогенов. Возможные варианты:

Использование полезных микробов. В настоящее время имеются убедительные экспериментальные данные, указывающие на пользу такого подхода. Пример приводится в работе Zheng, Sutton, Yu, где два микробных штамма контролировали питиум на гидропонных огурцах в течение примерно 90 дней после начала возделывания. Также у растений была отмечена устойчивость к мучнистой росе, наблюдалось и разложение корневой слизи (которую Pythium при этом не мог использовать как питательный субстрат). В настоящее время необходимы активные исследования по созданию полезных микробных сообществ, которые будут самоподдерживться (или легко поддерживаться искусственно) в корневой зоне.
Использование химических веществ. Различные поверхностно-активные вещества, силикаты, окислители (пероксид водорода, озон, хлор) довольно широко используют в Северной Америке и Европе, но все эти средства имеют недостатки (например, невысокую эффективность, фитоксичность, сложности в применении, стоимость, отсутствие регистрации на культуре). Тем не менее, некоторые из них могут играть важную роль в комплексной борьбе с заболеваниями.

Интеграция использования полезных микробов с другими методами (воздействие УФ-излучения на питательные растворы, фильтрация) не представляет особых трудностей на практике и вполне может оптимизировать здоровье гидропонных культур, выращиваемых в системах с рециркуляцией питательного раствора.

По материалам Д.С. Саттона, Б. Гродзински (Гвельфский университет, Канада).

Перевела А. Романенко.

Защищенный грунт

Краснодарский край