Zeitschrift für Pflanzenpathologie und Mikrobiologie

Abstrakt

Dreidimensionale Beschichtung poröser Aktivkohle mit Silbernanopartikeln und ihr Scale-up-Design für das Pflanzenkrankheitsmanagement in Gewächshäusern

Oleksandra Savchenko, Jie Chen, Yuzhi Hao, Xiaoyan Yang, Susie Li und Jian Yang

Der Gemüseanbau in Gewächshäusern wird erheblich durch Krankheitserreger beeinträchtigt, die Krankheiten an den Wurzeln der Pflanzen verursachen. Diese Krankheiten werden im hydroponischen Gemüseanbau zunehmend zum Problem. In modernen Gemüseanbaubetrieben wird die Nährlösung gängige Praxis, um Kosten zu sparen, wiederverwendet, oder in ländlichen Gebieten wird aus der Leitung Wasser zur Bewässerung der Gewächshäuser verwendet. Durch diese Praxis der Wasserwiederverwendung können Krankheitserreger eingeschleppt oder verbreitet werden. Sobald Krankheitserreger Wassersysteme verunreinigen, können sie sich schnell ausbreiten und dramatische Ernteverluste verursachen. Wasserfilter wurden zwar verwendet, töten Pilze und Bakterien jedoch nicht wirksam ab. Daher werden dringend bessere Lösungen zur Wasseraufbereitung benötigt, um Pflanzenkrankheiten in den Griff zu bekommen, insbesondere für hydroponisch angebautes Gemüse . Zahlreiche Studien haben die Wirksamkeit von Silberionen (Ag+) und silberbasierten Verbindungen zur Desinfektion einer breiten Palette schädlicher Mikroorganismen nachgewiesen. In diesem Artikel stellen wir ein neues Filtermaterial auf Basis von dreidimensionalen (3D) mit Silbernanopartikeln (AgNP) beschichteten Substraten zur Wasseraufbereitung vor. Wir haben AgNP-beschichtete Aktivkohlematerialien hergestellt und ihre antimikrobielle Wirksamkeit gegen phytopathogene Bakterien- und Pilzsporen wie Pseudomonas sp. und Fusarium sp. getestet. Anschließend haben wir groß angelegte Tests in einer dynamischen Strömungsumgebung durchgeführt und die Wirkung des Filters auf die Kontrolle der Pythium- Wurzelfäule bei hydroponisch angebauten Gurken bewertet. Die Ergebnisse zeigten, dass die Abtötungseffizienz der 3D-Beschichtung im Labor über 95 % betrug und dass Gurkenpflanzen bei der Behandlung mit AgNP-AC-Filtern keine Wurzelinfektionen aufwiesen. Die entwickelte Technik gilt als sehr effizienter Ansatz und hat großes Potenzial für den Einsatz im Gewächshaus zur Bekämpfung von Wurzelkrankheiten.