Борьба с водорослями, в. т.ч. в гидропонных системах

Водоросли — разнообразная группы фотосинтезирующих организмов, от одноклеточных микроводорослей до многоклеточных гигантских. Поскольку общепринятого определения до сих пор не сформировано, они считаются полифилетической группой, то есть группируются по сходным характеристикам. У водорослей отсутствуют такие структуры, как ксилема, флоэма, корни и листья, которые есть у наземных растений. Они получают энергию в результате фотосинтетической деятельности. 

Начиная с 1830-х гг. водоросли делили на категории по цвету: красные, бурые и зеленые. В настоящее время они разделены на 7 основных групп (Euglenophyta, Chrysophyta, Pyrrophyta, Chlorophyta, Rhodophyta, Paeophyta и Xanthophyta). В большинстве прудов, ирригационных и гидропонных систем «виновниками» засорения насосов или образования матов на поверхности воды обычно являются представители Chlorophyta и Chrysophyta, а также цианобактерии, которых часто называют сине-зелеными водорослями. 

Chrysophyta – т.н. золотисто-коричневые водоросли. В группу также включают диатомовые, наиболее распространенные одноклеточные водоросли. Диатомеи встречаются чаще, чем золотисто-коричневые водоросли, они имеют оболочку на основе кремнезема. Chlorophyta — самые известные пресноводные водоросли, их обычно называют зелеными. Большинство многоклеточных видов образуют колонии — от самых мелких из 4 клеток до крупных из нескольких тысяч. Цианобактерии вызывают «цветение» воды. Они структурно схожи с бактериями, но используют энергию света и фотосинтезируют. Сине-зеленым водорослям необходимы солнечный свет, непроточная теплая вода и обилие фосфора и азота. 

Водоросли довольно широко используют в производстве пищевых и кормовых добавок, биотоплива и пр. Альгиновая кислота, получаемая из бурых водорослей, часто применяется в качестве желирующего агента, а также в биотехнологии как компонент для иммобилизации и инкапсулирования клеток. Пищевые водоросли, например, спирулина и хлорелла, богаты протеином, витаминными и минеральными веществами. Также водоросли используются на удобрения, как очистители от загрязнений, в синтезе полимеров, пигментов. В недавних исследованиях изучают их роль в совместном культивировании с гидропонными растениями.

Водоросли могут вызывать проблемы в поверхностных прудах, резервуарах, гидропонных и аквапонных системах, а также в ирригационном и охлаждающем оборудовании. Мелкая стоячая вода и высокий уровень питательных веществ способствуют росту водорослей. Этот рост может вызвать засорение систем и насосов, а также конкуренцию водорослей с с.-х. культурами, привлечение вредителей (некоторые виды мух, грибные комарики).

Маты образуются, когда одноклеточные водоросли формируют колонии большими полосами и покрывают поверхность воды, часто с краев прудов или на дне резервуаров. Эти структуры далее отмирают при одновременной гибели большого количества водорослей. Их разложение приводит к истощению кислорода в воде, вызывая так называемые «мертвые зоны» в резервуаре. Водорослевые маты производят токсины, которые могут проникать в толщу воды, а также препятствуют попаданию света. С матами, как правило, особенно сложно справляться в прудах и гидропонных системах.

В зависимости от обстоятельств, сложность профилактики и борьбы с водорослями может варьировать. Гораздо проще изначально предотвратить рост водорослей, чем пытаться искоренить их позже. Не все методы могут сработать против какого-то конкретного вида, ни один метод профилактики не является эффективным на 100%, однако можно помочь снизить вероятность вспышки.

Обеспечьте аэрацию резервуара. Водоросли хорошо растут в стоячей воде, поэтому усиление ее движения может предотвратить образование матов. Следите за тем, чтобы в систему водоснабжения не попадали посторонние или инвазивные растения, растительный материал, посторонняя вода. Избыток элементов питания часто приводит к водорослевым вспышкам, особенно это касается фосфора. Сельскохозяйственные пруды должны иметь глубину более 3 футов (91 см), водоросли особенно эффективно развиваются на мелководье. Накройте все гидропонные резервуары крышками или черным пластиком. Предотвращение попадания света на поверхность питательного раствора может предотвратить рост водорослей. Для уничтожения одноклеточных водорослей весьма полезна УФ-обработка воды. Включайте туманогенераторы по необходимости, следите, чтобы не образовывалось луж. Используйте вентиляцию для снижения уровня влажности и вентиляторы с горизонтальным потоком воздуха, чтобы поверхности оставались сухими.

Поверхности, на которых особенно активно растут водоросли (плоты, лотки и т.д.), следует дезинфицировать после каждого цикла выращивания. Стены и полы можно мыть под давлением. В санации оборудования можно применять диоксид хлора, однако такую воду нельзя использовать для сельскохозяйственных культур из-за фитотоксичности. Также в системы зачастую вносят раствор 3%-й перекиси водорода (½ стакана 3%-ной перекиси водорода на 100 галлонов, т.е. на 378 л воды) или уксуса. Субстрат для растений должен быть хорошо дренирован, в него вводят перлит или кору. 

Механическое удаление водорослевых матов граблями весьма полезно, хотя на пике вспышки процедуру, вероятно, придется повторять несколько раз. Специальные механические средства очистки практичны для больших объемов и требуют инвестиций. 

Применение ячменной соломы – один из старейших и экологически чистых методов уменьшения популяции водорослей. По мере ее разложения выделяются альгицидные соединения. Однако результаты не являются надежными и повторяемыми, к тому же солома неэффективна против всех форм водорослей. Рекомендуемые нормы — 2-3 тюка соломы на акр поверхности (до 2-3 раза выше — при высокой численности водорослей). Ячменную солому лучше всего использовать до начала периода «цветения» воды. При применении соломы в холодной воде для достижения эффекта может потребоваться 6-8 недель, а в более теплой (от 70 °F, т.е. 21,1 °C и выше) – всего 1-2 недели. Солому оставляют примерно на 6 месяцев. Ее не рекомендуется применять в прудах со значительным количеством рыбы и непосредственно в гидропонных системах, только в отдельных резервуарах для воды, т.к. разложение соломы приводит к снижению содержания кислорода в воде, вызывая массовый замор рыбы или ущерб для с.-х. культур.

Альгициды для тепличных систем обычно содержат перекись водорода, пероксиуксусную кислоту, пероксигидрат карбоната натрия, октановую (каприловую) кислоту, четвертичные аммонийные соединения, соединения меди. Их нельзя смешивать с другими препаратами или удобрениями. Кроме того, при возделывании некоторых культур отдельные ДВ не примерняют  из-за фитотоксичности. При аквапонике с дополнительным выращиванием рыбы нужно с осторожностью  применять перекись водорода. Для гидропонных систем нормы внесения варьируют в зависимости от конкретных культур, важно учитывать, что некоторые средства могут вызывать колебания pH. Обязательно ознакомьтесь с этикеткой и инструкцией препарата. Обычно требуется несколько применений. Чтобы эффективно использовать альгициды и водные гербициды, необходимо сначала определить, какой тип водорослей присутствует, а затем рассчитать площадь и объем воды. Альгициды действуют только при контакте, поэтому необходимо применять их в правильной дозе. 

В некоторых системах может быть полезно использовать биологический контроль водорослей, например, некоторые виды рыб (белый амур, карп и пр.). Белый амур не идеален для ирригационных прудов, поскольку он может косвенно увеличивать мутность воды, к тому же легко «сбегает» через переливной или водосбросный трубопровод.

За счет сокращения в окрестностях хозяйства навозных стоков от с.-х. животных, стоков удобрений, понижения численности диких животных можно также уменьшить попадание элементов питания в используемую воду и, следовательно, концентрацию в ней водорослей.