Désinfection de substrats à l’aide de générateurs de vapeur
Qu’est-ce qu’un substrat ?
Le substrat est tout matériau solide autre que le sol, qu’il soit naturel, synthétique, résiduel, minéral ou organique, qui, placé dans un conteneur, seul ou en mélange, permet l’ancrage du système racinaire de la plante tout en le soutenant, et peut même intervenir dans son processus de nutrition minérale.
En général, ces matériaux, selon leur origine et leur application, ont des compositions et des granulométries différentes et peuvent être d’origine organique (fumier, sous-produits agricoles, tourbe, etc.) ou inerte (laine de roche, perlite, vermiculite, sable, etc.). La sciure de bois, l’écorce de pin et le compost végétal appelé terreau sont également utilisés.
Les micro-organismes potentiellement présents dans le substrat, ainsi que toute activité biologique dans le substrat, entrent en concurrence avec le développement de la plante en absorbant de l’oxygène et des nutriments, c’est pourquoi nous devons sélectionner un bon matériau pour mettre en place le substrat.
Sa granulométrie, sa porosité et sa densité apparente ne doivent pas être modifiées au cours de la culture, d’où l’importance d’incorporer des matières organiques et inertes dans sa composition. Un bon substrat dépend de plusieurs facteurs : type de matériel végétal utilisé, espèces, conditions climatiques, irrigation, fertilisation, etc., sans oublier les aspects économiques.
Une fois ces variables prises en compte, il faut s’assurer qu’il n’y a pas de micro-organismes et d’insectes qui pourraient ruiner la récolte.
La nécessité impérative d’éliminer les perturbations susmentionnées oblige les technologues et les techniciens à identifier la grande variété d’organismes qui trouvent dans les substrats des conditions de vie favorables. À cette phase biotique appartiennent les bactéries, les champignons, les mycoplasmes, les nématodes, les arthropodes, les protozoaires, les acariens, les virus, etc., des agents pathogènes qui sont antagonistes des plantes à différents stades de leur développement et que les conditions favorables à leur développement dans les serres leur permettent de multiplier lorsque les substrats ne sont pas désinfectés.
Les traitements du substrat visant à lutter contre la microfaune, la macro ou la microflore, sont communément appelés traitements désinfectants et sont historiquement effectués par l’application de substances ou de solutions fumigènes.
Vapeur saturée comme alternative au bromure de méthyle
Dans de nombreux pays développés, l’utilisation de la vapeur saturée a remplacé celle du bromure de méthyle pour la stérilisation des substrats. La vapeur est une alternative possible et éprouvée à ce produit chimique pour la lutte contre les ravageurs et les maladies, voici pourquoi :
Bromure de méthyle
L’utilisation généralisée de produits chimiques dans la préparation des sols et des substrats utilisés dans les serres au fil des ans est à l’origine d’un certain nombre de perturbations problématiques affectant la santé humaine et la durabilité des sols.
Le bromure de méthyle (98% MeBr) mélangé à la chloropicrine (2% Pic) ou à un produit alternatif similaire est utilisé depuis 1940 pour la fumigation de substrats destinés à des cultures agricoles de grande valeur afin de lutter contre les problèmes phytosanitaires causés par les insectes, les nématodes, les agents pathogènes et les mauvaises herbes, en général.
Ce gaz, qui peut contaminer les eaux souterraines, a été identifié comme un destructeur de la couche d’ozone et est inclus dans le protocole de Montréal relatif à des substances qui appauvrissent la couche d’ozone, connu sous le nom de protocole de Montréal, parrainé par les Nations unies et signé par la grande majorité des pays développés comme le grand ennemi de l’environnement.
En outre, ses vapeurs provoquent des lésions cutanées, y compris des brûlures, sont toxiques pour l’homme en raison de leur teneur élevée en brome et peuvent provoquer des cancers.
Cette situation a réorienté les systèmes de production agricole vers des techniques plus propres, laissant de côté ces composés chimiques et identifiant l’application de vapeur saturée comme le moyen le plus efficace de réduire l’utilisation de produits chimiques. l’application de la vapeur saturée en tant qu’alternative au bromure de méthyle acceptée à l’échelle mondiale.
L’application de la vapeur dans l’agriculture intensive et le concept DFTerm®.
Il s’agit d’une technique développée par GICONMES IBERICA pour la désinfection/stérilisation/pasteurisation, basée sur l’application au substrat de la chaleur transmise par la vapeur d’eau appliquée à l’aide d’un équipement conçu à cet effet.
L’application de la désinfection physiquepar contrôle thermique(DFTerm®) augmente la température du substrat et simultanément celle des organismes vivants qui l’habitent pendant un certain temps. Les pathogènes installés meurent une fois que le point thermique vital de chacun d’entre eux a été atteint.
DFTerm® peut être appliqué en mode statique ou dynamique avant le processus d’ensemencement en synchronisant les paramètres de vitesse, de temps et de température dans des espaces confinés et sans avoir recours à des générateurs de vapeur de grande puissance.
L’application du DFTerm® est écologique, efficace et efficiente pour tous les types de substrats, en particulier ceux utilisés dans les serres équipées de technologies de pointe telles que l’aéroponie et l’hydroponie.
La désinfection à la vapeur des substrats est une technique saine et totalement écologique utilisée dans l’agriculture intensive et à haute valeur ajoutée, en particulier dans les serres maraîchères et ornementales, pour éliminer les agents pathogènes (champignons, bactéries, nématodes) et les graines de mauvaises herbes généralement présents dans les sols et les substrats.
Il s’agit d’une alternative possible au bromure de méthyle, qui a été testée dans différents processus de lutte contre les ravageurs et les maladies. Selon le Methyl Bromide Technical Options Committee (MBTOC), un groupe d’experts du Programme des Nations unies pour l’environnement (PNUE) chargé du contrôle et de l’application du bromure de méthyle, la vapeur a remplacé son utilisation pour la stérilisation des substrats dans la plupart des pays développés, et l’application généralisée de la vapeur est attendue avant 2030.
Principe d’application
L’application de vapeur se fait à basse pression atmosphérique ou sub-atmosphérique avec un taux d’humidité du substrat de 15 à 20 % avant l’opération. Une humidité ou une saturation plus importante réduit l’efficacité du processus car l’eau remplit les macropores du substrat, empêchant une bonne diffusion de la chaleur et générant une condensation excessive.
En ce qui concerne la température, il n’est pas conseillé de dépasser 110ºC, car cette température détruit les organismes bénéfiques pour le sol. L’application optimale de vapeur se situe entre 30 et 50 kg de vapeur/m3 de substrat et sa distribution à travers le substrat est effectuée en utilisant la pression générée dans la chaudière pour la génération de vapeur. Un effet d’aspiration est recommandé afin de contrôler l’excès d’humidité potentiel.
Il est également conseillé de disposer d’un espace protégé pour stocker et aérer le substrat traité, et de ne l’utiliser que 48 heures après l’application de la vapeur, car l’accumulation d’azote sous forme d’ammoniac provenant de la décomposition de la matière organique peut être toxique pour les semences et les plantes.
Procédure d’utilisation
Pour éliminer efficacement les micro-organismes pathogènes , il est recommandé de maintenir une température comprise entre 80 et 110 ºC dans la chambre de désinfection pendant une période allant de 15 à 60 minutes, toujours en fonction de la densité, de l’humidité initiale et des agents causaux typiques à éliminer.
Le substrat doit être aussi sec que possible, de sorte que si vous en prenez une poignée, vous sentez une légère humidité dans la paume de votre main lorsque vous la pressez. S’il libère de l’eau ou tache notre main, nous devons tenir compte de l’excès d’humidité et agir en conséquence. L’enceinte de désinfection doit être la plus étanche possible afin de maintenir la température. Dans la pratique, si l’on veut éliminer les mauvaises herbes, les champignons, les insectes et les nématodes par application de vapeur, il convient d’appliquer les températures suivantes :
- 100ºC – 90ºC : Les mauvaises herbes et les virus résistants à la chaleur sont éliminés.
- 80ºC – 70ºC : Les graines de mauvaises herbes, toutes les bactéries phytopathogènes et la plupart des virus des plantes sont tués.
- 70ºC – 50ºC : La plupart des bactéries pathogènes pour les plantes, les vers, les limaces, la bave, la pourriture blanche des racines, les champignons filamenteux, les moisissures grises et blanches, les adelomycètes et les nématodes sont éliminés.
Les bactéries thermophiles, présentes sur la plupart des substrats, doivent être identifiées afin d’amener le substrat à la température appropriée.
Stérilisation, désinfection ou pasteurisation ?
Le processus de stérilisation permet d’éliminer toutes les formes de vie microbienne telles que les virus, les bactéries, les champignons, les protozoaires, les spores, etc. et a logiquement un coût relativement élevé si on le compare à des processus complémentaires tels que la désinfection, qui n’élimine que les éléments pathogènes, ou la pasteurisation, qui est suffisante lorsque l’on cherche à éliminer quelques bactéries, moisissures ou champignons. En outre, il faut tenir compte du fait que l’élimination totale des micro-organismes peut avoir une incidence négative sur le développement ultérieur des variétés à cultiver.
L’option à utiliser, les temps d’exposition, la température, etc. dépendent d’un certain nombre de variables. Ces variables sont les suivantes
- Composition de la matière première utilisée dans la composition des substrats
- Densité
- Charge bactérienne et typologie
- Degré d’humidité
- Niveau d’usinage de l’installation
- Niveau d’asepsie environnementale
- Paramètres d’incubation externe
- Caractéristiques intrinsèques de chaque espèce à cultiver ……
Il n’est pas facile de définir a priori l’option à utiliser, ni de définir la température optimale ou le temps d’exposition approprié. Il faut savoir que les micro-organismes meurent à un rythme constant ; si la courbe de mortalité est tracée de manière logarithmique, le taux de disparition des micro-organismes est constant.
Température et durée théorique d’exposition aux vapeurs pour divers agents responsables
Vous souhaitez appliquer la désinfection thermique à des substrats ?
Si vous souhaitez obtenir plus d’informations sur l’application de la technique DFTerm® pour la désinfection physique des substrats, nous vous recommandons de de contacter GICONMES IBERICA par le biais de ce formulaire ou directement par téléphone : +34 976 50 01 08
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