Гідропоніка із замкнутим циклом, де дренаж живильного розчину вловлюється та повторно подається на культуру, пропонує переваги перед проточними або однопрохідними системами щодо ефективності використання води та поживних ресурсів. Підвищення ефективності використання ресурсів зменшує витрати на виробництво та, зрештою, запобігає впливу на навколишнє середовище, пов’язаному зі скиданням біогенних речовин у водойми, що приймають.
Незважаючи на багато переваг, існують також виробничі ризики, пов’язані з використанням підходу захоплення та повторного використання, а саме поширення патогенів. Існує багато типів систем, які в даний час використовуються в промисловості для обробки фертигаційної води (зрошувальної води з добривами). Приклади включають, але не обмежуються фільтрацією з піску, ультрафіолетове світло, хлорування, озонування [O3(aq)], вдосконалені процеси окислення, пероцтова кислота (C2H4O3) і перекис водню (H(O2).
У цьому експерименті рециркуляційні поживні розчини обробляли за допомогою регенеративного електрохімічного гіпохлорування на місці (RisEHc) на основі стабільного розміру анода (DSA) у системі виробництва глибоководної гідропонної культури салату (Lactuca sativa). Було відмічено фітотоксичний ефект, який пояснюється утворенням хлорамінів в оброблених поживних розчинах, що містять амоній. Дослідження продемонструвало, що фітотоксичні ефекти можна запобігти за допомогою регенеративного гіпохлорування in situ шляхом належного управління та методів моніторингу в рециркуляційних гідропонних системах.
Хоча фітотоксичність, спричинена звичайним хлоруванням, була добре вивчена, немає інформації щодо ефекту досліджуваної тут системи RisEHC із DSA, де дезінфікуючий агент постійно регенерується. Мета представленого дослідження полягала в оцінці реакції рослин і можливих фітотоксичних ефектів, спричинених обробкою різних рециркулюючих поживних розчинів за допомогою RisEHC. Крім того, було досліджено ефективність застосування після електрохімічного ультрафіолетового опромінення для зменшення фітотоксичних ефектів, а також зміни джерела азоту в добриві.
Ефективне відновлення розчину фертигації є ключовим у реалізації повного потенціалу довгострокових рециркуляційних гідропонних систем. Оцінена тут система RisEHC продемонструвала свою ефективність у зменшенні мікробної популяції в лабораторних випробуваннях гідропонного росту; проте виробництво хлорамінів у присутності аміачних сполук/добрив призвело до фітотоксичності в деяких сценаріях.
У поточному дослідженні фітотоксичність хлораміну була розглянута шляхом або виключення аміачних добрив, або шляхом розкладання за допомогою ультрафіолетове випромінювання після електрохімічної обробки, практика, яка ще більше посилить інактивацію мікробів. RisEHC є ефективним інструментом для відновлення фертигаційного розчину, коли вироблення хлораміну уникають або пом’якшують.
За словами провідного автора, «якщо сільське господарство з контрольованим середовищем (CEA) має повністю закрити водний цикл (тобто нульовий викид), потрібні технології, які забезпечуватимуть відсутність патогенів у розчинах без накопичення дезінфікуючих засобів або шкідливих побічних продуктів дезінфекції. Ми розробили метод RisE HC з метою створення технології, яка б усунула якомога більше обмежень для хлорування в садівництві. Відсутність продовольчої безпеки зростає в усьому світі, і ми сподіваємося, що такі технології, як RisE HC, зможуть покращити сталість виробництва харчових (і квіткових) культур CEA».
Стаття опублікована в журн HortScience.