Soluciones para productores en invernadero
En Green Circle Farm, como en el caso de la mayoría de las explotaciones de invernaderos, el Pythium y otras enfermedades de las raíces constituyen una amenaza constante. Green Circle cuenta con casi 3 hectáreas de cultivo de pepinos y pimientos en Leamington, Ontario, Canadá.
«El Pythium es un problema en esta instalación, sobre todo en verano», comentó el propietario Isaac Friesen en 2019. «Nuestro régimen normal es tratar el agua de riego con ozono y realizar cinco tratamientos químicos de las raíces a lo largo de la temporada. Pero a pesar de nuestras medidas preventivas este año, nuestros pimientos siguieron mostrando signos de Pythium en verano».
El Pythium es una de las enfermedades radiculares más graves de los cultivos de invernadero. Las especies de Pythium son un gran grupo de patógenos similares a los hongos que resultan difíciles de manejar incluso para los productores experimentados, por lo que la prevención es fundamental. Son capaces de sobrevivir en muchos tipos de superficies. «El riego excesivo, la mala aireación de las raíces, las lesiones radiculares y las temperaturas inadecuadas de la zona radicular pueden debilitar el cultivo y, por tanto, desencadenar brotes de Pythium», afirma un informe reciente sobre el Pythium. «Los medios de cultivo saturados y demasiado fríos o demasiado cálidos pueden favorecer la acumulación y propagación de Pythium en el agua y en las soluciones nutritivas recirculantes».
La Phytophthora, parecido al Pythium, , es menos común pero más patógeno en términos generales. Lo más frecuente es que provoque la putrefacción de la raíz y de la corona, pero también puede causar el tizón foliar. La Rhizoctonia es también una enfermedad común de la raíz y del cancro del tallo, y la putrefacción de la raíz y el tallo por Thielviopsis es otra enfermedad fúngica preocupante.
Dado que las enfermedades de las raíces en los invernaderos son difíciles de controlar, especialmente con las temperaturas más cálidas, la prevención es fundamental.
Se deben utilizar las estrategias de producción adecuadas (medios bien drenados, evitar las altas concentraciones de sales y el exceso de nitrógeno) y aplicar una excelente limpieza operativa permanente, incluida la prevención eficaz del biofilm y desinfección del agua. El biofilm está muy presente en la mayoría de las superficies que están en contacto frecuente con el agua y puede albergar patógenos como Pythium.
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Existen muchas opciones de tratamiento para mantener bajos los niveles de patógenos en el agua de riego y en las superficies del sistema de riego. Algunos son más eficaces, respetuosos con el medioambiente, costosos y laboriosos que otros.
Los métodos físicos de tratamiento de agua no son útiles para reducir el biofilm y tienen distintos grados de eficacia y coste de desinfección. Entre ellas se encuentran la ósmosis inversa, la filtración rápida de medios, la pasteurización por calor y la radiación UV, esta última con costes prohibitivos para muchos productores.
La desinfección a través de la oxidación acaba con los agentes patógenos directamente y evita la acumulación de biofilm en diferentes grados. Durante la oxidación, los electrones se transfieren entre los átomos y las moléculas, alterando las estructuras celulares patógenas. La eficacia de la oxidación depende de la «potencia» oxidante del método utilizado y del periodo durante el cual se produce la oxidación.
La oxidación se puede conseguir de las siguientes maneras:
- Aplicación repetida de productos químicos como cloro, dióxido de cloro e hipoclorito de sodio. Sin embargo, la eficacia de los productos químicos depende del pH y los microbios beneficiosos mueren junto con los patógenos. El uso de productos químicos también supone un riesgo para los trabajadores de los invernaderos y puede causar un problema de seguridad alimentaria si los productos son absorbidos por las células de las plantas.
- La oxidación constante del cobre es costosa, ya que implica la aplicación de una corriente continua para generar iones de cobre.
- El paso continuo de gas ozone (O3) por el agua de riego proporciona oxidación, pero depende del pH, requiere muchos recursos técnicos y es caro.
- La adición regular de peróxido de hidrógeno o ácido peroxiacético es otro método de oxidación, pero requiere concentraciones más altas y tiempos de exposición más largos que el ozono. También provoca la precipitación del manganeso y del hierro, y su uso a largo plazo puede degradar los plásticos.
- • La oxidación mediante el uso de nanoburbujas es un método libre de productos químicos para prevenir las enfermedades de las raíces y la acumulación de biofilm, a la vez que aumenta significativamente los niveles de oxígeno disuelto (OD) en la zona radicular. Actualmente hay más de 1500 instalaciones que utilizan la tecnología de nanoburbujas en más de 33 países, incluidas más de 400 explotaciones de invernadero. Cada día se desinfectan más de 1,5 millones de metros cúbicos de agua de forma natural gracias a la tecnología de nanoburbujas. La eficacia es muy alta y el retorno de la inversión es rápido, ya que el 40 % de los clientes de horticultura de Moleaer amortizan la inversión en 12 meses.
Cómo las nanoburbujas mejoran la calidad del agua de riego para el control de patógenos
Las nanoburbujas miden entre 70 y 120 nanómetros de diámetro, aproximadamente son 2500 veces más pequeñas que un grano de sal. Con una concentración típica de cientos de millones de nanoburbujas por mililitro y con flotabilidad neutra, se desplazan uniformemente dentro de un líquido, proporcionando constantemente una oxidación natural del agua. Las nanoburbujas se mueven de forma aleatoria y continua por todas las partes de un sistema de agua mediante movimiento browniano, lo que genera la lisis celular de tres formas:
- Las nanoburbujas producen radicales hidroxilos, que son oxidantes muy eficaces, al entrar en contacto con los contaminantes del agua, lo que altera la fisiología de los patógenos.
- Cada nanoburbuja suele permanecer en suspensión durante meses antes de disolverse. Al desintegrarse, provocan directamente la lisis celular de los organismos cercanos a través de la oxidación.
- Las nanoburbujas crean condiciones que impiden el crecimiento de patógenos y algas. Las nanoburbujas aumentan significativamente el OD y el potencial de oxidación-reducción (ORP, una medida de la capacidad de oxidación) del agua de riego. Una mayor proporción de OD también favorece el crecimiento de microbios beneficiosos, como las micorrizas. La tecnología de nanoburbujas de Moleaer proporciona la mayor tasa de transferencia de oxígeno probada en la industria de la aireación/infusión de gas (Dr. Michael Stenstrom, Universidad de California-Los Ángeles, 2017).
Resultados de los ensayos con fresas en los Países Bajos
Durante la primavera de 2020, científicos del Delphy Research Institute, en los Países Bajos, realizaron ensayos bajo la dirección de Moleaer para examinar los efectos del agua de riego superoxigenada conseguida mediante nanoburbujas en el rendimiento de las fresas.
El agua de riego suministrada al grupo de cultivos de control tenía una concentración de oxígeno típica en el rango de 7 a 9 mg/l, mientras que el agua tratada con nanoburbujas suministrada al grupo de tratamiento tenía una concentración media de oxígeno de 30 mg/l. El grupo de tratamiento mostró un aumento del rendimiento del 14 %, con una reducción del 74 % en los recuentos de Pythium, una menor incidencia de Phytophthora y masas radiculares más saludables.
Resultados en la granja Green Circle
Su propietario, Isaac Friesen, explica que «la ciencia que hay detrás [de las nanoburbujas] ha resultado muy válida en mi caso. Se sabe que el aumento de los niveles de oxígeno en el sustrato resulta beneficioso para las raíces de las plantas, y yo siempre he asociado mis problemas con las raíces a una mala gestión del agua o a los bajos niveles de oxígeno, los cuales parecen ir de la mano. También había oído hablar de otros productores de la zona y de los Países Bajos que ya utilizaban el sistema de Moleaer y estaban obteniendo buenos resultados, así que estaba deseando probarlo».
En agosto de 2019, se instaló un generador de nanoburbujas de Moleaer en Green Circle Farm El OD se incrementó a 22 p. p. m., lo que ha dado lugar a mayores cosechas de pepinos y pimientos. Las enfermedades se combaten mejor y se reducen los costes de los tratamientos químicos.
Los generadores Moleaer también se instalaron en NovaCropControl en los Países Bajos (invernadero de tomates) en 2020 y dieron como resultado una reducción del 75 % de los patógenos, incluido el Pythium. Se han obtenido resultados similares en Big Tex Urban Greens en Texas, Revol Greens en Minnesota y en muchas otras explotaciones.
Cada explotación es única en cuanto al nivel de riesgo de enfermedad radicular.
Las prácticas óptimas de producción de cultivos y la higiene de las instalaciones son fundamentales para la prevención de esta enfermedad. A la hora de elegir un sistema de tratamiento de agua, los productores deben tener en cuenta el coste, la eficacia, el impacto ambiental, la mano de obra, los requisitos de espacio y las ventajas adicionales, entre otras cosas.
