Хидропониката със затворен цикъл, при която дренажът на хранителния разтвор се улавя и повторно се прилага върху културата, предлага предимства пред системите с поточен поток или с едно преминаване по отношение на ефективността на използване на вода и хранителни ресурси. Повишаването на ефективността на използване на ресурсите намалява производствените разходи и в крайна сметка предотвратява въздействията върху околната среда, свързани с изхвърлянето на хранителни вещества в приемащите водни тела.
Въпреки че има много предимства, има и производствени рискове, въведени при използване на подход за улавяне и повторна употреба, а именно разпространение на патогени. Има много видове системи, които понастоящем се използват в промишлеността за третиране на вода за фертигация (вода за напояване с тор). Примерите включват, но не се ограничават до пясъчна филтрация, ултравиолетова светлина, хлориране, озониране [O3(aq)], усъвършенствани процеси на окисление, пероцетна киселина (C2H4O3) и водороден пероксид (H(O2).
В този експеримент рециркулиращите хранителни разтвори бяха третирани с помощта на регенеративно in situ електрохимично хипохлориране (RisEHc) на базата на стабилен по размерите анод (DSA) в система за производство на хидропонна маруля (Lactuca sativa) в дълбоководна култура. Фитотоксични ефекти бяха отбелязани и приписани на образуването на хлорамини в третирани хранителни разтвори, съдържащи амоний. Проучването показа, че фитотоксичните ефекти могат да бъдат предотвратени с използването на регенеративно in situ хипохлориране чрез правилно управление и техники за мониторинг в рециркулиращи хидропонни системи.
Въпреки че фитотоксичността, причинена от конвенционалното хлориране, е добре проучена, няма информация относно ефекта на новата система RisEHC, с DSA, изследвана тук, където дезинфекционният агент непрекъснато се регенерира. Целта на представеното изследване беше да се оценят реакциите на растенията и възможните фитотоксични ефекти, причинени от третиране на различни рециркулиращи хранителни разтвори чрез RisEHC. Освен това беше изследвана ефикасността от използването на пост-електрохимично ултравиолетово приложение за намаляване на фитотоксичните ефекти, както и промяната на източника на азот в тора.
Ефективното възстановяване на разтвора за фертигация е ключово за реализиране на пълния потенциал на дългосрочните рециркулиращи хидропонни системи. Системата RisEHC, оценена тук, беше демонстрирана като ефективна при намаляване на микробните популации в лабораторни опити за хидропонен растеж; въпреки това производството на хлорамини в присъствието на амонячни съединения/торове доведе до фитотоксичност в някои сценарии.
В настоящото проучване фитотоксичността на хлорамина беше решена или чрез изключване на амонячни торове, или чрез разлагане с помощта на ултравиолетова радиация след електрохимично третиране, практика, която би подобрила допълнително инактивирането на микробите. RisEHC е ефективен инструмент за отстраняване на разтвор за фертигация, когато производството на хлорамин е избегнато или смекчено.
Според водещия автор, „Ако селското стопанство в контролирана среда (CEA) трябва да затвори напълно водния цикъл (т.е. нулево изпускане), са необходими технологии, които ще гарантират, че решенията остават свободни от патогени без натрупване на дезинфектанти или вредни странични продукти от дезинфекцията. Ние разработихме метода RisE HC с цел да предоставим технология, която да елиминира възможно най-много от ограниченията на хлорирането в градината. Хранителната несигурност нараства по целия свят и се надяваме, че технологии като RisE HC могат да подобрят устойчивостта на производството на хранителни (и цветни) култури на CEA.“
Статията е публикувана в сп HortScience.