Wanneer men over bacteriële steden spreekt dan bedoelt men dat bacteriën en schimmels hetzelfde leven zoals de mens huizen, kantoren en scholen bouwen. Bacteriën en schimmels leven in vergelijkbare structuren, maar op een zeer kleine schaal en op elk oppervlak in de omgeving. Vroeger leefden mensen in het open veld zonder dak boven het hoofd, en had te dealen met externe stressfactoren zoals regen, storm of extreme hitte.
Daarom is de mensheid gestart met het bouwen van houten schuren om zich te beschermen, en inmiddels de hoogste wolkenkrabbers. Op deze manier kan de mensheid veilig leven en wordt kennis en ervaringen op kantoor of op school gedeeld. Bacteriën en schimmels leven in gelijksoortige steden.
Groei en ontwikkeling van biofilm
Bacteriën zijn vaak de eerste bewoners; ze hechten zich aan een oppervlak, zoals de binnenkant van een irrigatiesysteem, en creëren een slijmerige laag om zichzelf te beschermen. Deze laag bestaat voor een groot deel uit suikers, maar ook eiwitten, lipiden en mineralen. Eenmaal gesetteld, vermenigvuldigen bacteriën zich in de slijmlaag, oftewel de stad breidt zich uit en de ‘biofilm’ groeit. De biofilm kan zich verder ontwikkelen door een deel van de bacteriën te verspreiden (Figuur 1), net als kinderen die hun ouderlijk huis verlaten als ze volwassen zijn. Zodoende, zodra biofilm aanwezig is zal het exponentieel groeien en zich verspreiden (Karygianni, Ren, Koo, & Thurnheer, 2020; Alotaibi & Bukhari, 2021).
Figuur 1: Drie stadia van biofilmontwikkeling. Fase 1: Aanhechting van vrij zwevende bacteriën aan het oppervlak. Fase 2: Een biofilm wordt gevormd en groeit. Fase 3: Loslating en verspreiding van bacteriën naar andere oppervlakken (Karaguler, Kahraman, & Tuter, 2017).
Hoewel biofilm beter bestand is tegen stressfactoren van buitenaf, hebben factoren als temperatuur, vochtigheid, zuurstofgehalte en turbulentie nog steeds invloed op de groei en stabiliteit van biofilm. Een hogere temperatuur, bijvoorbeeld, verhoogt de potentie van biofilm om te groeien en zich te verspreiden. Daarnaast zorgt een grotere turbulentie, zoals de stroming van water, voor meer stress voor bacteriën, wat een stimulans is om een dikkere laag biofilm te vormen. Deze genoemde omstandigheden zijn vergelijkbaar met de omgeving in irrigatieleidingen.
De invloed van voedingswater
Bovenop dit alles worden in het voedingswater voor planten mineralen meegegeven om de gezondheid en ontwikkeling van de planten te optimaliseren. Echter, meststoffen zijn ook gunstig voor micro-organismen in de biofilm. De mineralen uit meststoffen worden gebruikt als voedsel en versteviging. De mineralen werken als steigers, waardoor de biofilm sterker en stabieler wordt (Figuur 2). Dit maakt het moeilijker, maar ook gevaarlijker om de biofilm te verwijderen. Zodra de steigers worden afgebroken, stort de bacteriële stad in en komen grote delen van de biofilm los, wat verstopte druppelaars kan veroorzaken. Daarom is het essentieel om bewust te zijn van de vorming van biofilm in het irrigatiesysteem en noodzaak om vorming ervan te voorkomen.
Figuur 2. Biofilmvorming met en zonder de aanwezigheid van het mineraal calcium. Het resultaat wordt getoond na 3 en na 7 dagen doorstroming van water (Oppenheimer-Shaanan et al., 2016).
Constructieve samenwerking van schimmels en bacteriën
Naast bacteriën vormen ook schimmels biofilmstructuren. Schimmels hechten zich vaak aan volwassen bacteriële biofilm. Onderzoek heeft aangetoond dat de hyfen van schimmels door bacteriën worden gebruikt als snelweg. De schimmelstructuren dienen als vector voor de verspreiding van bacteriën en versterken de vorming van biofilm. Als schimmels eenmaal onderdeel zijn van de biofilm, is de structuur veerkrachtiger en moeilijker te verwijderen.
Voorkomen en verwijderen van biofilm
Met deze dreigingen is het cruciaal om te voorkomen dat biofilm wordt gevormd, of wanneer het al aanwezig is, te verwijderen om problemen tijdens de teelt te voorkomen. Aangezien biofilm voornamelijk bestaat uit suikers, is het belangrijk om een product te gebruiken die deze suikers afbreekt en aanpakt. Claudia Weick, Intrahorti: “Een product op basis van chloor, dat vaak wordt gebruikt, voldoet hier bijvoorbeeld niet aan. Intra Hydropure, is een zilver-gechelateerde waterstofperoxide. Deze kan deze biofilm wél aanpakken. Het breekt de biofilm gelijkmatig af en vrijgekomen bacteriën en schimmels worden geëlimineerd. Hierdoor worden infecties in planten en geblokkeerde druppelaars voorkomen.”
Intra Hydropure is een biocide speciaal voor gebruik in irrigatiesystemen en geregistreerd volgens de EU-BPR, specifiek toegelaten voor het verwijderen van biofilm en desinfectie. Claudia: “Door het verbeteren van de waterkwaliteit en het verminderen van microbiologische vervuiling, is Intra Hydropure een duurzame oplossing voor hygiëne-toepassingen in de (glas)tuinbouw.”
Voor meer informatie:
Intrahorti
Voltaweg 4
5466 AZ Veghel
Tel.: +31 (0)413 354 105
[email protected]
www.intrahorti.nl