Hidroponia în buclă închisă, în care drenajul soluției nutritive este captată și reaplicată culturii, oferă avantaje față de sistemele cu flux continuu sau cu o singură trecere prin utilizarea eficientă a apei și a resurselor nutritive. Creșterea eficienței utilizării resurselor reduce costurile de producție și, în cele din urmă, previne impactul asupra mediului asociat cu descărcarea de nutrienți în corpurile de apă receptoare.
Deși există multe avantaje, există și riscuri de producție introduse atunci când se utilizează o abordare de captare și reutilizare, și anume, proliferarea agenților patogeni. Există multe tipuri de sisteme utilizate în prezent în industrie pentru tratarea apei de fertirigare (apa de irigare cu îngrășământ). Exemplele includ, dar nu se limitează la, filtrarea cu nisip, lumină ultravioletă, clorurare, ozonare [O3(aq)], procese avansate de oxidare, acid peracetic (C2H4O3) și peroxid de hidrogen (H(O2).
În acest experiment, soluțiile nutritive recirculate au fost tratate folosind hipoclorurare electrochimică regenerativă in situ (RisEHc) pe bază de anod stabil dimensional (DSA) într-un sistem de producție de salată hidroponică de cultură în apă adâncă (Lactuca sativa). Efectele fitotoxice au fost observate și atribuite formării de cloramine în soluțiile nutritive tratate care conțin amoniu. Studiul a demonstrat că efectele fitotoxice pot fi prevenite prin utilizarea hipoclorării regenerative in situ prin tehnici adecvate de management și monitorizare în sistemele hidroponice recirculate.
Deși fitotoxicitatea cauzată de clorurarea convențională a fost bine studiată, nu există informații cu privire la efectul noului RisEHC, cu DSA, sistem examinat aici, în care agentul de dezinfectare este regenerat continuu. Obiectivul cercetării prezentate a fost de a evalua răspunsurile plantelor și posibilele efecte fitotoxice cauzate de tratarea diferitelor soluții nutritive recirculate prin RisEHC. În plus, a fost examinată eficacitatea utilizării unei aplicații ultraviolete post-electrochimice pentru a reduce efectele fitotoxicității, precum și a schimbării sursei de azot a îngrășământului.
Remedierea eficientă a soluției de fertirigare este cheia în realizarea întregului potențial al sistemelor hidroponice cu recirculare pe termen lung. Sistemul RisEHC evaluat aici s-a demonstrat a fi eficient în reducerea populațiilor microbiene în studiile de creștere hidroponică la scară de laborator; totuși, producția de cloramine în prezența compușilor/îngrășămintelor amoniacale a condus la fitotoxicitate în unele scenarii.
În studiul actual, fitotoxicitatea cloraminei a fost abordată fie prin excluderea îngrășămintelor amoniacale, fie prin descompunere folosind radiații ultraviolete după tratament electrochimic, o practică care ar spori și mai mult inactivarea microbiană. RisEHC este un instrument eficient de remediere a soluției de fertirigare atunci când producția de cloramină este evitată sau atenuată.
Potrivit autorului principal, „Dacă agricultura în mediu controlat (CEA) urmează să închidă complet bucla de apă (adică, descărcarea zero), sunt necesare tehnologii care să asigure că soluțiile rămân libere de patogeni fără acumularea de dezinfectanți sau subproduse nocive de dezinfecție. Am dezvoltat metoda RisE HC cu scopul de a oferi o tehnologie care să elimine cât mai multe dintre limitările clorării horticole. Insecuritatea alimentară este în creștere pe tot globul și sperăm că tehnologii precum RisE HC pot îmbunătăți sustenabilitatea producției de culturi alimentare (și florale) CEA.”
Lucrarea este publicată în jurnal HortScience.