RECIRCULACIÓN DE LAS SOLUCIONES NUTRITIVAS. MANEJO Y CONTROL MICROBIOLÓGICO (3ª parte) 1. Introducción |
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3.3.1. Métodos culturales
En la lucha contra cualquier enfermedad es muy importante mantener una adecuada sanidad ya que ello va a reducir el nivel de inóculo y a su vez la intensidad del ataque. En este sentido, en la lucha contra patógenos radiculares de cultivos sin suelo resulta conveniente eliminar todos los desechos de las plantas infectadas, así como desinfectar los sustratos reciclados.
Otra forma de lucha consiste en la manipulación del medio físico para que éste sea lo más desfavorable posible al desarrollo del patógeno. Así, la temperatura y la humedad son los dos factores ambientales conocidos más importantes que gobiernan el ciclo de vida de los patógenos infecciosos radiculares. Pero, dado que en los cultivos sin suelo el medio se encuentra casi constantemente saturado, no se puede incidir sobre la humedad de la zona radicular con el fin de controlar el desarrollo de la enfermedad. Es por tanto la temperatura de la solución nutritiva el factor sobre el que hay que actuar para lograr un medio lo más desfavorable posible al patógeno. Así, por ejemplo, Pythium aphanidermatum es más peligroso a temperaturas superiores a los 25 ºC, con lo cual disminuyendo la temperatura de la solución se conseguirá un control económico de la enfermedad. Por el contrario, Phytophtora cryptogea se ve favorecido por una temperatura fría y, elevándola a 25 ºC, será mejor controlado (Kennedy y Pegg, 1990; Kennedy, Pegg y Welham, 1993).
3.3.2. Métodos biológicos
Un método biológico de lucha contra patógenos radiculares consiste en utilizar cultivares resistentes. Aunque pueden aparecer nuevas razas del patógeno capaces de superar esa resistencia, se trata sin duda de una primera línea de defensa contra la enfermedad. El problema es que actualmente se dispone de pocas variedades resistentes a patógenos infecciosos de raíz. No obstante es una línea en la que se debe seguir investigando.
Otro método biológico se basa en el empleo de microorganismos antagonistas de aquellos que son patógenos. El aporte de estos antagonistas no provoca una reducción de la densidad de los agentes patógenos sino de su actividad, lo que permite disminuir la gravedad de la enfermedad. Aunque se dispone de algunos preparados a nivel comercial contra fusariosis, en este campo todavía queda mucho por desarrollar. El principal interés de este método puede ser el de limitar la propagación del patógeno en la solución nutritiva después de haber sido sometida a algún tratamiento físico de desinfección, ya que ésta puede que no llegue a ser absoluta.
3.3.3. Tratamientos físicos
Los métodos físicos consisten en desinfectar de forma más o menos completa la solución nutritiva para evitar así la presencia de algún agente infeccioso que pueda extender la enfermedad. El principal problema de estos métodos, aparte de que pueden llegar a no ser totalmente efectivos, es que resultan costosos, por lo que es necesario trabajar con volúmenes pequeños de drenaje para evitar que se eleven excesivamente los gastos de desinfección. Por este motivo, tales métodos sólo son aplicables a cultivos en sustrato y no a sistemas hidropónicos (NFT y similares). No obstante, en éstos últimos, los riesgos de ataque radicular generalizado son menores de lo que pudiera pensarse en un principio debido a que, al no existir sustrato y establecerse una circulación continua, no tiene lugar una acumulación de la solución en el entorno de las raíces, con lo cual las posibilidades de fijación de las especies fúngicas presentes en el medio son mucho menores. Normalmente estos patógenos actúan como formas saprofíticas que se alimentan de exudados radiculares, restos de raíces, etc., no afectando a partes vivas del cultivo. De este modo en estos sistemas hidropónicos se puede realizar un buen control haciendo uso de otros métodos de lucha.
Por el contrario, en cultivos en sustrato sí existe una cierta cantidad de agua acumulada cerca de las raíces, con lo cual el riesgo de contaminación es mayor. De ahí la conveniencia de desinfectar en estos sistemas, al menos en los periodos en los que las posibilidades de ataque son más elevadas.
A continuación se describen brevemente los diferentes tratamientos físicos que existen.
3.3.3.1. Ozonización
Se trata de hacer burbujear ozono en la solución nutritiva a una concentración de 8 a 10 g·h-1·m-3. Previo a la desinfección es necesario bajar el pH hasta un valor de 4 y además hay que eliminar el ozono tras el tratamiento ya que, de lo contrario, al tratarse de un fuerte oxidante, afectaría a las raíces del cultivo. Este sistema tiene el inconveniente de ser gravoso.
3.3.3.2. Ultrafiltración
En este sistema la solución nutritiva se hace pasar a través de una membrana filtrante de 5 mm de luz, lo que permite retener los propágulos infecciosos mientras que pueden pasar los iones minerales y no se modifica la solución. Para este propósito no son válidas las membranas de ósmosis inversa ya que entonces se retendrían todos los nutrientes. Se trata de un método bastante efectivo cuyo problema es la obturación frecuente de la membrana debido a su pequeño tamaño de poro.
3.3.3.3. Tratamiento térmico
Consiste en calentar la solución nutritiva a 95 ºC durante 30 segundos. Se trata de un método altamente efectivo aunque caro y que además requiere bajar el pH de la solución hasta un valor de 3 ó 4 para evitar la precipitación de las sales cálcicas. En la figura 3 se incluye el esquema original de una instalación para desinfección por calor presentada por Runia, van Os y Bollen (1988). En ésta, la elevación de la temperatura se obtiene a través de dos intercambiadores de calor, el primero de los cuales permite hacer un precalentamiento del drenaje, aprovechando como fuente de calor el agua ya desinfectada que procede del segundo intercambiador. Éste utiliza una fuente de calor externa para calentar hasta la temperatura final. Variando la separación entre los dos intercambiadores, se puede modificar el tiempo de exposición de la solución al tratamiento térmico.
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Figura 3: Esquema de una instalación de desinfección por calor. T1: 80ºC < T1 < 90ºC, T2: > 95ºC, T3: 90ºC < T3 < 95ºC, T4: 105ºC, M: válvula comandada por el motor. TC: termopar.
Fuente: Ruina et al (1988)
Más recientemente, Steinberg et al. (1994) han visto el interés que puede tener el uso de una caldera de condensación modificada, que combina el efecto térmico con el de los rayos ultravioletas producidos por la llama. Esto permite reducir de forma eficaz la densidad microbiana con una temperatura menos elevada. En concreto los hongos testados se destruyeron con un pase de 30 segundos a 58,9 ºC y las bacterias no productoras de esporas con un pase de 45 segundos a 65,2 ºC.
3.3.3.4. Radiación ultravioleta
En este sistema, la solución nutritiva se hace circular a través de una lámpara capaz de emitir radiación ultravioleta con una longitud de onda de 253,7 nm, lo que permite reducir el nivel de agentes infecciosos gracias a su actividad biocida. Cada especie patógena tiene unos requerimientos energéticos para su eliminación. No obstante, a nivel general se puede decir que en el caso de hongos y bacterias son necesarios 100 mJ·cm-2, mientras que en el caso de virus se necesitan 250 mJ·cm-2.
Este sistema de desinfección es el más utilizado por su facilidad de aplicación práctica, aunque presenta algunos inconvenientes. Por ejemplo, su eficacia depende de la densidad óptica de la solución, de forma que, si ésta presenta cierta turbidez, la radiación no es capaz de penetrar completamente en la solución y la desinfección resulta no ser totalmente eficaz. Además, también depende de la limpieza y de la edad de las lámparas, cuyo valor máximo recomendado por el fabricante no se debe sobrepasar.
Otro inconveniente es que la radiación ultravioleta destruye los quelatos de hierro presentes en la solución, aunque dicha destrucción es diferente según el tipo de quelato y el pH. Según puede observarse en la gráfica 1 (Acher et al., 1997), al disminuir el pH de la solución se produce una mayor fotodegradación de los quelatos. Además el quelato más estable es el EDDHA, seguido (para tiempos de exposición bajos) del DTPA y finalmente del EDTA, por lo que éste último no debería ser empleado en la formulación de soluciones nutritivas recirculantes sometidas a desinfección ultravioleta.
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Gráfica 1: Efecto del pH de la solución nutritiva y el tiempo de exposición a UV sobre la fotodegradación de los quelatos. a, pH=3,5; b, pH=6,0; i, Fe-EDDHA; ii, Fe-Na-EDTA; iii, Fe-DTA.
Fuente: Acher et al. (1997)
3.3.4. Métodos químicos
Existen diversos tipos de sustancias químicas tales como ciertos fungicidas, productos oxidantes, etc., que aplicadas a la solución nutritiva pueden controlar con éxito los patógenos radiculares.
Entre los fungicidas, el más ampliamente utilizado es el propamocarb, fundamentalmente contra Pythium. También existen otros como el pencicuron, que se usa contra Rhizoctonia. El mayor problema que tiene el empleo de estos productos es que pueden provocar la aparición de resistencias en el patógeno, con lo cual dejarían de ser eficaces. Además algunos de ellos son sistémicos y pueden originar problemas de residuos.
Las sustancias oxidantes, tales como el cloro o el permanganato potásico, son capaces de impedir con éxito el desarrollo de organismos patógenos, pero para ello deben ser aplicados a dosis elevadas que pueden a su vez originar daños en el sistema radicular del cultivo.
Finalmente existen otras sustancias factibles de ser utilizadas contra ciertos organismos patógenos. Así por ejemplo determinados mojantes son capaces de controlar la dispersión de hongos o micetos como Olpidium, Pythium o Phytophtora. Igualmente hay que evitar dosis de aplicación elevadas ya que pueden resultar fitotóxicos.
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