Rensing av resirkulert vann

Det er oftest algesoppene, som Pythium og Pythophthora, man tenker på når det gjelder spredning med vannet. Men det er mange andre arter av sopp, bakterier, virus, nematoder og insekter som kan spres med vann.

Ved resirkulering av vanningsvannet kan smitte fra enkelte syke planter spres til hele veksthusanlegget, dersom vannet ikke renses før det returneres.

Overordnet kan rensemetodene som beskrives her deles opp i to typer. En "punktrensing" der returvannet passerer et filter eller lignende der det renses på veien tilbake fra produksjonen, og en "generell rensning" der det tilsettes et middel til vannet som blir med rundt i hele systemet.

Punktrensning er for eksempel UV-filter, rensning ved hjelp av varme eller biofilter. Generell rensning er bruk av klor, kobber eller hydrogenperoksid i vannet.

De fleste rensemetoder er tilstrekkelig dersom det kun er fokus på algesoppene, men vil man sikre seg mot mer resistente patogener og virus anbefales å bruke UV-lys eller varme.

Klor

Vannrensing med klor gjøres ved å tilsette fritt klor til vanningsvannet. Fritt klor virker i hele anlegget da den følger med rundt med vannet. Her fjerner den også biofilm som legger seg i renner, rør og ventiler.

En metode til dette kalles ECA (Electro Chemical Activation). Her frembringer to elektroder (en anode og en katode) en løsning som inneholder fritt klor i form av hypokloritt (OCl^-) og hypoklorsyre (HOCl).

Ulempen er at fritt klor kan hope seg opp i vekstmediet og at det i for høye konsentrasjoner er skadelig for plantene og for nyttesopper og bakterier som lever i vann og vekstmedium. Derfor er det viktig å følge med på konsentrasjonen av fritt klor i vannet om man bruker denne rensemetoden. Til dette kan man benytte seg av hurtigtest med strips, her er det viktig at man får tak i strips til test av fritt klor, og ikke klorid.

Effekten av fritt klor er avhengig av konsentrasjon og tid, men hvor mye som kreves er avhengig av skadegjører. Der noen skadegjørere lett drepes ved bruk av fritt klor, er andre mer hardføre. For eksempel viste et Canadisk forsøk at Pythium og Phytophthora infestans ble kraftig redusert etter 1-2 min i en konsentrasjon på 2 mg/l fritt klor. Pythium var mest hardfør av de to. Fusarium oxysporum var først redusert etter 3 minutter i en konsentrasjon på 8 mg/l fritt klor og Rhizoctonia solani var fremdeles å finne etter 6 minutter i en konsentrasjon på 12 mg/l fritt klor.

Alternativt til tilsetning i vanningsvannet kan man bruke klor til dypping av stiklinger eller rengjøring av redskaper.

Klor har middels effekt på virus. Vil man ramme vanskelige skadegjører skal man ofte opp i høye doser av klor hvilket gir økt risiko for skade på røttene.

Fritt klor

Betegnelsen fritt klor dekker over en likevekt mellom tre klorforbindelser: klorgass (Cl₂), hypoklorsyre (HOCl) og hypokloritt (OCl^-). Det er hypoklorsyren som aktivt slår i hjel levende organismer, og den er det mest av ved pH 3,5 – 5,5. Økes pH over 7 reduseres andelen.

UV-filter

UV-filteret fungerer ved at returvannet ledes gjennom et rør der det gjennomlyses med UV-stråler som dreper levende organismer.

Ved bruk av denne metoden er det svært viktig at vannet er rent for partikler som kan redusere effekten av strålingen. Man vil ofte ha ett eller flere filtere før UV-filteret for å fjerne disse. UV-lampen må også være ren for at strålene kommer ut i vannet. Noen anlegg har automatisk rengjøring, andre må rengjøres manuelt. Uansett er det viktig med regelmessig tilsyn.

Dyrkingsmedium av kokos og bruken av "rødt jern" kan gi problemer med farging av vannet som reduserer effekten av UV - strålingen.

Det anbefales å sjekke og evt. rense lampen opp til en gang i uken, avhengig av hvor skittent vann som strømmer gjennom. Danske gartnere har god erfaring med selvrensende lamper, disse må dog stadig sjekkes. Bruk av hydrogenperoksid i vannet er også med på å holde lampene rene.

Bruken av UV-lys til behandling av vannet skader ikke plantene, men lyset kan påvirke næringsløsningen da det kan ødelegge kelaterte mikronæringsstoffer. Kelatert jern kan reduseres med 10-20 % og det er da nødvendig med ekstra tilsetning av jern til næringsløsningen.

UV-behandlingen virker bare på det vannet som strømmer igjennom filtret. Dersom man for eksempel har problemer med Pythium i veksthuset og ikke får fjernet angrepne planter, formeres soppen i vekstmediet og plantematerialet. Rent vann fra renseanlegget blir fort smittet med soppsporer igjen når det løper gjennom rekken, eller står på bordene, og naboplanter kan smittes.

Brukes UV-stråling til rensing av returvann, er det viktig å sikre seg et anlegg som har god nok kapasitet og effekt. Planlegg UV-anlegget etter vannforbruket i perioder med mye sol, så anlegget ikke blir en flaskehals i vanningsanlegget. Sjekk også at det er nok lys til å drepe virus, dersom det er behov.

Ved 100 mJ/cm² har behandlinger bare effekt på sopp og bakterier. Man må opp i 250 mJ/cm² for å få effekt på virus.

UV har ingen effekt på biofilm men er skånsom mot nyttesopper som Thricoderma.

Biofilter

Et biofilter består vanligvis av et fysisk filter med sand og grus i ulik finhet. I biofiltret finnes nyttesopp som Trichoderma og andre mikroorganismer som dreper skadelige organismer i vannet. Biofiltrering kalles også langsom sandfiltrering når det brukes sandfilter.

I langsom sandfiltrering er størrelsen på sandpartiklene og hastigheten med hvilken vannet dreneres igjennom filteret viktig for effekten. Det biologisk aktive laget er også nødvendig.

Biofilter er en grønn teknologi, og har ingen skadelig effekt på plantene i produksjonen. Phytophthora og Pythium kan fjernes helt med denne metode, men Fusarium spp., virus og nematoder kan bare fjernes delvis. Effekten på bakterier er usikker.

Som med UV-filteret virker biofilteret bare på det vannet som ledes igjennom filteret, og det har ingen effekt på biofilm i systemet eller på skadegjørere som har etablert seg i vekstmediet eller syke planter som fortsatt står i produksjonen.

Biofilter kan være kostbart å etablere, men det krever lite vedlikehold så lenge det ikke brukes midler i vannet som er skadelige for nytteorganismene i filtret.

Hydrogenperoksid

Det finnes mange produkter med hydrogenperoksid. Rent hydrogenperoksid er på 35 %. Det er et flyktig og ustabilt produkt som fort brytes ned i vann. Rent hydrogenperoksid holder seg 2-3 dager i rent vann, høy temperatur og skittent vann øker nedbrytningshastigheten. Ønsker man å bruke hydrogenperoksid til rensning av vannet bør man bruke et stabilisert preparat. Flere handelspreparater stabiliserer hydrogenperoksid med syre.

Rensing med hydrogenperoksid kan brukes både som punktrensing og generell rensning. Brukes en høy konsentrasjon (1-3%) som punktrensning i returkar har det effekt på både bakterie, sopp og virus. Brukes en lav konsentrasjon (0,05-0,1%) som generell rensning ved tilsetning til vanningsvannet har det ikke effekt på sopp og virus, men effekt på bakterier og god effekt på algesopp.

Hydrogenperoksid er kraftig oksyderende, og konsentrert kan det gi etsning ved kontakt med huden. Det er effektivt og etterlater ingen restprodukt (blir til oksygen og vann). Hydrogenperoksid nedbrytes av organisk materiale i vannet og godt renhold av kar, renner og slanger gjør at man får bedre effekt ved bruk av hydrogenperoksid.

Punktrensning med hydrogenperoksid

Ved bruk i returbassenget må man passe seg for "bunnvending", dette kan skje dersom returbassenget er skittent, da kan tilsetning av hydrogenperoksid virvle opp bunnslam. Eventuelt kan man bruke en synkepumpe til å suge opp bunnslam før dosering av hydrogenperoksid.

Tilsetning av hydrogenperoksid kan senke pH i vannet, dette må man være særlig oppmerksom der det er lite bikarbonat i vannet. pH må stabiliseres før vannet går ut til plantene, å heve pH i næringsløsningen er ikke like lett som å senke den.

Generell rensning med hydrogenperoksid

Ved tilsetning til vanningsvannet må man være oppmerksom på at for høye konsentrasjoner kan gi sviskader på røttene, man kan bruke strips til å måle konsentrasjonen i vanningsvannet.

Ved bruk av hydrogenperoksid til planter dyrket i inaktive medier som steinull, og ved utsatte planter som småplanter, bør det ikke brukes mer enn 0,05 % hydrogenperoksid i vannet. Mer robuste planter og dyrkingsmedier med organisk innhold kan tåle konsentrasjoner opp til 0,1%.

Kobber

Fri kobberioner tilsettes vanningsvannet via et elektrolyseanlegg. Tilsetning av kobber til vannet har direkte effekt på zoosporer av Pythium og Phytophthora, samt på bakterier. Kobber har indirekte effekt på Fusarium, men kobber har ikke effekt på virus.

Som ved bruk av klor eller hydrogenperoksid, følger kobberioner med vannet rundt i huset og gjennom filtre. Bruken av kobberioner er altså skadelig for biofilter og bruk av nyttesopper.

For høy konsentrasjon av kobber i vannet kan gi skader på planterøtter, og man må følge med på konsentrasjon. Det følger et test-kitt med anlegget. Planter med røttene direkte i vann eller i inaktivt vekstmedium som steinull er mer utsatte, mens planter dyrket i torv ikke er like utsatt.

Anbefaling av konsentrasjon avhenger av kultur, vekstmedium og om det er resirkulasjon på vannet.

Varmebehandling

Varmebehandling er veldokumentert og effektivt. Ved varmebehandling varmes returvannet opp, der den høye temperaturen slår ihjel skadegjørerne. Effekten er avhengig av temperatur, tid og mikroorganismenes art og tilstandsform. Jo høyere temperaturen er, jo raskere effekt. Varmehandling kan derfor ta mellom 30 sekunder og flere timer.

Er det mye urenheter i vannet vil det kreve høyere temperatur, man bør derfor ha filtrering før varmebehandlingen.

Varmebehandling er en punktbehandling og påvirker derfor ikke forhold ute i produksjonen. Oppvarmning av vannet påvirker heller ikke kelatert jern.

Temperatur

Varmebehandling med 95°C i 30 sekunder skal ha effekt mot sopp, bakterier og virus.
Ellers anbefaler EPPO 74 °C i 4 timer, 80°C i 2 timer eller 90 °C i 1 time for å sikre behandling av alle skadegjørere og karanteneskadegjørere.

Anbefaling til rensing av resirkulert vann i veksthus er 95°C i 30 sekunder eller 85°C i 3 minutter (Van Os and Blok 2016)

Lavere temperatur 60°C i 2 minutter kan brukes dersom det bare er intensjonen å fjerne sopp, bakterier og nematoder.

Vil man bruke varmebehandling til rensing av returvann, må man sikre seg at det er kapasitet nok til at rensingen ikke blir en flaskehals i vanningssystemet. Planlegg anlegget etter vannforbruket i perioder med mye sol, og undersøk på forhånd energikrav til oppvarming.

Salter som kalsiumsulfat kan utfelle ved varmebehandling og legge seg på varmeplatene, her kan det være nødvendig med syrerensning for å få vekk belegget. Brukes syre til rensing bør man være ekstra oppmerksom på pH i vanningsvannet, særlig om man har lavt bikarbonat i råvannet.

Samspill mellom metoder

UV-anlegg kan kombineres med alle de andre metodene (klor, kobber, hydrogenperoksid og biofilter).

Biofilter kan ødelegges av klortilsetning i vannet, og trolig også av kobberanlegg.

Tabell

* Se forklaring i begynnelsen av artikkelen
** + + = god ; - - = dårlig

Van Os and Blok 2016:Van Os, E.A. and C. Blok, 2016. Disinfection in hydroponic systems and hygiene. Technical information sheet no 6. http://edepot.wur.nl/403803

Hent som PDF: Rensing av resirkulert vann