Intra Hydrocare desinfecteert water én verwijdert biofilm

In kassen worden de planten van gietwater voorzien met behulp van irrigatiesystemen met druppelaars. Van buitenaf is echter niet zichtbaar dat zich aan de binnenwand van het systeem een biofilm kan vormen. Biofilm kan zorgen voor een sterk verminderde doorstroming en druppelaars kunnen zelfs volledig blokkeren. Bovendien vormt het een perfecte schuilplaats voor plantpathogenen.

De vorming van biofilm begint gewoonlijk met de hechting van een enkel micro-organisme uit oplossing aan een oppervlakte, bijvoorbeeld de binnenwand van een waterlijn. Dit micro-organisme vermeerdert zichzelf en scheidt extracellulaire matrix componenten uit om een beschermende omgeving te creëren.

De biofilm aan de binnenzijde van een lijn is dus geen simpele slijmlaag, maar een goed gestructureerde en georganiseerde samenleving van micro-organismen. Dit proces wordt versneld door de relatief hoge temperatuur en aanwezigheid van organische stoffen in het irrigatiewater. Bovendien wordt het verder bevorderd door de relatief lage doorstroomsnelheid bij een teeltstart.

Effectieve biofilm verwijdering met Intra Hydrocare
Jarenlange wereldwijde ervaring in de tuinbouw heeft laten zien dat traditionele desinfectantia zoals chloor het water zelf wel desinfecteren, maar de biofilm niet verwijderen en/of schadelijke bijproducten kunnen vormen. Intra Hydrocare is een ultra-gestabiliseerde waterstofperoxide oplossing die zowel desinfecteert alsook de biofilm fysiek van de binnenwand van de irrigatielijnen verwijdert.

Door de ongeëvenaarde stabiliteit blijft Intra Hydrocare actief vanaf het begin van het watersysteem tot aan de laatste druppelaar. De toevoeging van 40 cc garandeert dat het water vrij blijft van micro-organismen en dat biofilm zich niet op kan bouwen in het watersysteem.

De functionaliteit van Intra Hydrocare heeft zichtzelf wereldwijd onder de meeste uiteenlopende praktijkomstandigheden bewezen. Het onderzoek dat in dit artikel beschreven wordt, visualiseert de functionaliteit van Intra Hydrocare onder experimentele testcondities.

Biofilmgenerator om de vorming en verwijdering van biofilm te bestuderen
Intracare heeft een biofilmgenerator ontwikkeld als model om de natuurlijke groei en daaropvolgende verwijdering van biofilm met Intra Hydrocare in een experimentele set-up te bestuderen. Plastic buizen als model voor de irrigatieleidingen werden gevuld met Fusarium-gecontamineerd water als voorbeeld voor een tuinbouw pathogeen. De omstandigheden uit de kas werden verder nagebootst met een water stroom/stilstand schema.   

De waterkwaliteit werd bepaald door de hoeveelheid adenosine trifosfaat (ATP) te bepalen als maat voor aanwezige micro-organismen, uitgedrukt in relatieve lichteenheden (RLU) met behulp van de Intra Clean Quick Scan. Om het exacte aantal bacteriën en schimmels in de biofilm te bepalen, werden verwijderbare plastic inzetstukken in de buizen geplaatst. Wanneer de groeiende biofilm duidelijk met het oog zichtbaar was en de water ATP metingen begonnen te stabiliseren, werd gestart met de continu dosering van 40 cc Intra Hydrocare om het effect op de biofilm te onderzoeken.

Zichtbare biofilm groei en snelle verwijdering met Intra Hydrocare
Vanaf de start van het experiment was een geleidelijke vorming van biofilm met het oog waarneembaar,  resulterend in een duidelijk zichtbare vuillaag aan de binnenwand van de buizen en inzetstukken (Figuur 1). Deze zichtbare biofilm verdween volledig van alle oppervlakten nadat gestart was met het continu doseren van Intra Hydrocare.

Zonder Intra Hydrocare                   Met 40 ppm Intra Hydrocare

Figuur 1. Visuele aanblik van de buitenkant van de buis (bovenste rij), binnen in het watergeefsysteem (middelste rij) en de inzetstukken (onderste rij) voor (links) en na (rechts) de continudosering van Intra Hydrocare aan het water.

Tijdens de vorming van de biofilm steeg de water ATP telling snel naar 1.662 RLU, wijzend op sterk vervuild water (Figuur 2). Na de continudosering van Intra Hydrocare zakte de RLU in een kort tijdsbestek naar een laag niveau en bleef laag, met een meting in week 19 van 66 RLU.

Figuur 2 Water vervuiling voor (rood) en na (blauw) het continu doseren van 40 ppm Intra Hydrocare.

De ATP metingen komen overeen met het totaal aeroob kiemgetal (bacteriën en schimmels) van het water en de inzetstukken (Figuur 3). Beide waardes stegen binnen een paar weken met respectievelijk 18 miljoen (1.8 x 107) en 1.5 miljoen (1.5 x 106) keer. De daaropvolgende continudosering van Intra Hydrocare resulteerde in een snelle log 7 en log 6 afname, wat de snelle en effectieve verwijdering illustreert van microbiologische vervuiling aan de binnenzijde van de buizen en inzetstukken.

Figuur 3 Totaal aeroob kiemgetal van bacteriën en schimmels in het water (bovenste grafiek) en biofilm (onderste grafiek) voor (rood) en na (blauw) de continue dosering van Intra Hydrocare. Weergave op logaritmische schaal.  

Het totaal aeroob kiemgetal weerspiegelt de som van bacteriën, schimmels en gisten. Veel plantenziekten worden veroorzaakt door schimmels zoals Fusarium spp, Pytium spp. en Botrytis spp.. Daarom werd de aanwezigheid en verwijdering van schimmels in het water en in de biofilm voor en na behandeling met Intra Hydrocare gevisualiseerd op schimmel kweekplaten (Figuur 4). De aanwezigheid en verwijdering van plant pathogene Fusarium spp. werd daarnaast bevestigd met microbiotechnologische technieken.

Figuur 4 Voorbeeld van schimmel kweekplaten van watermonsters (boven) en biofilm (onder) voor (links) en na (rechts) behandeling met Intra Hydrocare. Schimmelgroei waaronder Fusarium spp. was zichtbaar voor behandeling en verdween na behandeling met Intra Hydrocare.

Praktisch gebruik van Intra Hydrocare in de tuinbouw
De biofilm generator stelt ons in staat om de snelle aangroei van biofilm aan de binnenzijde van een irrigatiesysteem zichtbaar te maken en toont daarnaast de snelle en effectieve biofilm verwijdering na continudosering van 40 cc Intra Hydrocare. Door vervuild water toe te voegen met een mix van pathogenen werd bewust een fytogevaarlijke biofilm gecreëerd en vervolgens verwijderd. In de praktijk is het echter goed gebruik het hele systeem bij teeltwissels te reinigen en desinfecteren met 1-3% Intra Hydrocare en daarna direct van het begin van de teelt te starten met 40 cc Intra Hydrocare zodat de vorming van biofilm geen kans krijgt.

Tekst: Dr. Gerwen Lammers, Tom van Oorsouw, BSc, Jan-Christian Schönberg en Carly Vulders BSc