Микробные патогены в аквапонике

Какие бывают, как обезвредить
Аквапоника — выращивание растений без почвы, где питательным раствором служит вода из аквариума с животными. Рыбы и ракообразные выделяют аммиак, соли калия и фосфора, углекислый газ. Эти вещества токсичны для животных, но необходимы для растений. Растения ими питаются и очищают воду.
После полива растений воду возвращают в аквариум или сливают. В любом случае получается экосистема из растений, рыб и микроорганизмов. В статье рассмотрим роль микроогранизмов в аквапонной системе, их патогенность и способы профилактики.
Шатиловская селекционная станция

Аквапонная система. Фото: Kate Field, CC BY-SA 2.0

Что растет в аквапонной системе

Аквапонная продукция коммерчески доступна в США, Великобритании, Канаде, Израиле, Японии и ряде других стран. Чаще всего выращивают тиляпию, декоративных рыб, сомов, окуня, синежаберного солнечника (Lepomis macrochirus), лососей (Oncorhynchus spp., Salmo spp.), гольца (Salvenlius spp.), черного окуня (Micropterus spp.), карпа, креветок, раков.
Самые популярные растения среди коммерческих производителей — базилик, салатная зелень, травы, помидоры, кочанный салат, перец и огурцы.

Роль микроорганизмов в аквапонной системе

Аквапонная система не работает без микробов. Микроорганизмы разлагают остатки корма и фекалии, извлекают из них минеральное питание для растений. Бактерии окисляют аммиак и нитриты, которые вредны для рыб. Выгоды две: питание для растений и чистая вода.
Стабильное микробное сообщество поддерживает нормальную микрофлору растений и рыб. Микробы даже могут служить для биологического контроля болезней растений, хотя здесь требуются дальнейшие исследования. По разнообразию и сложности микробных сообществ аквапонные системы сравнимы с почвой.

Роль нитрифицирующих бактерий в аквакультуре

Опасные микроорганизмы в аквапонной системе

В аквапонных системах встречаются не только полезные, но и вредные микроорганизмы: патогены рыб, людей и растений. В этом отношении рециркуляция раствора в системе — фактор риска: получается идеальная среда для накопления отходов, инфекционная нагрузка растет, появляются болезни. Лечить их достаточно трудно.
Разные микроорганизмы опасны по-своему. Бактерии и дрожжи в основном патогенны для рыб и людей, но редко для растений. Плесени патогенны для людей, растений и рыб.
Потенциально опасные бактерии, обнаруженные в аквапонных системах, включают Acinetobacter, Bacteroides, Chryseobacterium, Legionella, Pseudomonas, Microbacterium, Clostridium и Rhodococcus. Рыбу, зараженную этими бактериями, есть нельзя. С растениями легче: как правило, бактерии не распространяются дальше повреждений на корнях. В съедобные части растений ничего не проникает, они безопасны. Ещё одно выгодное отличие гидропоники от выращивания в почве.
Грибы родов Fusarium, Aspergillus и Penicillium вызывают опасные для рыб и человека инфекции и выделяют токсические вещества в ткани растений и в воду. Фузариум также опасен для растений. Если эти грибы завелись в системе, её нужно срочно дезинфицировать.
Патогены растений тоже бывают опасными для жизни человека и животных. Чаще всего заражение происходит через поврежденную кожу или дыхательные пути. Раньше считалось, что такие инфекции бывают только у людей с ослабленной иммунной системой, но это оказалось неправдой.

Лечение и профилактика

В аквапонной системе крайне не рекомендуется применять никакие химические пестициды: и сами пестициды, и прилипатели смертельны для водных животных. Есть ряд «органических» пестицидов, которые применяют для опрыскивания — при условии, что поверхность воды изолирована от окружающего воздуха. Биопестицид для использования в аквапонике пока есть только один.
Перед использованием любого пестицида нужно узнать его LC50 — концентрацию препарата, при которой половина испытываемых животных погибает. Величина указана в MSDS пестицида или на этикетке. Там есть LC50 для разных животных, для рыб тоже должно быть. Возьмите самое консервативное значение, умножьте на объем воды в баке, и получится максимальная доза препарата, которую можно использовать для опрыскивания. По возможности минимизируйте время обработки.
Контроль бактерий с помощью антибиотиков, скорее всего, навредит: вместе с нежелательными бактериями вымрут и полезные.
Альтернативы химическим обработкам:
  1. Физические методы обработки воды. Согласно мета-обзору, фильтрация (размер поры менее 10 мкм), нагрев и УФ-обработка эффективны в устранении ряда патогенов без вреда для рыб и растений.
  2. Биологические меры защиты. Контролировать болезни растений и животных можно с помощью антагонистических микроорганизмов. Исследуют и сами микроорганизмы, и их метаболиты. Никакого ассортимента коммерческих биопестицидов, однако, из этих исследований пока не получилось.
  3. Фитотерапия. К примеру, экстракт чеснока используют для лечения заболеваний жабр у рыб.
  4. Терапия бактериофагами. Бактериофаги — РНК-вирусы, паразиты бактерий. Они быстро и эффективно лечат болезни рыб, вызванные бактериями родов Vibrio, Aeromonas, Pseudomonas и Flavobacterium. Еще они разрушают бактериальные биопленки. Бактериофаги безопасны для окружающей среды, но с ними та же проблема, что с антибиотиками: устойчивость.
  5. Наномедицина. Нанолекарства более биодоступны, поэтому их дают в меньших дозах. Действие такое же эффективное, а побочных эффектов меньше. Большой минус нанолекарств — цена. Плюс, долгосрочный эффект нанолекарств на окружающую среду мало изучен.
Главная профилактическая мера — соблюдение правил фитосанитарии и личной гигиены сотрудников. Важность этих правил невозможно переоценить, ведь последствия их нарушения больно ударят по кошельку и репутации. Лечить что-то в аквапонной системе практически невозможно, поэтому основной упор делают на физические и биологические меры профилактики.

Заключение

Методы контроля болезней в аквапонных системах жестко ограничены, особенно лечебные. К счастью, есть большой потенциал для биологического контроля: создания микробных сообществ, которые будут поддерживать равновесие в системе и здоровье её обитателей. Физические способы обработки воды — тоже ценный инструмент профилактики, которым нельзя пренебрегать.
Понравилась статья? Оцените ее

Смотрите также