Hydropónia s uzavretým okruhom, kde sa drenáž živného roztoku zachytáva a opätovne aplikuje na plodiny, ponúka výhody oproti prietokovým alebo jednopriechodovým systémom vďaka efektívnosti využívania vody a zdrojov živín. Zvyšovanie efektívnosti využívania zdrojov znižuje výrobné náklady a v konečnom dôsledku zabraňuje environmentálnym vplyvom spojeným s vypúšťaním živín do prijímajúcich vodných útvarov.
Hoci existuje mnoho výhod, pri použití prístupu zachytávania a opätovného použitia existujú aj výrobné riziká, konkrétne proliferácia patogénov. V súčasnosti sa v priemysle používa mnoho typov systémov na úpravu fertigačnej vody (závlahovej vody s hnojivom). Príklady zahŕňajú, ale nie sú obmedzené na pieskovú filtráciu, ultrafialové svetlo, chlórovanie, ozonizácia [O3(aq)], pokročilé oxidačné procesy, kyselina peroctová (C2H4O3) a peroxid vodíka (H(O2).
V tomto experimente boli recirkulujúce živné roztoky ošetrené použitím rozmerovo stabilnej anódovej (DSA) regeneračnej in situ elektrochemickej hypochlorácie (RisEHc) v hlbokovodnom produkčnom systéme hydroponického šalátu (Lactuca sativa). Fytotoxické účinky boli zaznamenané a pripísané tvorbe chloramínov v upravených živných roztokoch obsahujúcich amónium. Štúdia preukázala, že fytotoxickým účinkom možno predchádzať použitím regeneračnej in situ hypochlorácie prostredníctvom správneho riadenia a monitorovacích techník v recirkulačných hydroponických systémoch.
Zatiaľ čo fytotoxicita spôsobená konvenčnou chloráciou bola dobre študovaná, neexistujú žiadne informácie týkajúce sa účinku nového systému RisEHC s DSA, ktorý je tu skúmaný, kde sa dezinfekčné činidlo kontinuálne regeneruje. Cieľom prezentovaného výskumu bolo zhodnotiť reakcie rastlín a možné fytotoxické účinky spôsobené úpravou rôznych recirkulujúcich živných roztokov prostredníctvom RisEHC. Ďalej sa skúmala účinnosť použitia post-elektrochemickej ultrafialovej aplikácie na zníženie účinkov fytotoxicity, ako aj zmena zdroja dusíka v hnojive.
Efektívna sanácia fertigačného roztoku je kľúčom k využitiu plného potenciálu dlhodobých recirkulačných hydroponických systémov. Ukázalo sa, že tu hodnotený systém RisEHC je účinný pri znižovaní mikrobiálnych populácií v laboratórnych hydroponických rastových štúdiách; avšak produkcia chloramínov v prítomnosti amoniakálnych zlúčenín/hnojív viedla v niektorých scenároch k fytotoxicite.
V súčasnej štúdii sa fytotoxicita chlóramínu riešila buď vylúčením amoniakálnych hnojív, alebo rozkladom pomocou ultrafialové žiarenie po elektrochemickom ošetrení, postup, ktorý by ďalej zvýšil mikrobiálnu inaktiváciu. RisEHC je účinný nástroj na nápravu fertigačného riešenia, keď sa predchádza alebo znižuje produkcia chlóramínu.
Podľa hlavného autora: „Ak má poľnohospodárstvo v kontrolovanom prostredí (CEA) úplne uzavrieť vodný okruh (tj nulové vypúšťanie), sú potrebné technológie, ktoré zabezpečia, že roztoky zostanú bez patogénov bez akumulácie dezinfekčných prostriedkov alebo škodlivých vedľajších produktov dezinfekcie. Vyvinuli sme metódu RisE HC s cieľom poskytnúť technológiu, ktorá by eliminovala čo najviac obmedzení záhradkárskej chlorácie. Potravinová neistota je na celom svete na vzostupe a my dúfame, že technológie ako RisE HC môžu zlepšiť udržateľnosť produkcie potravín (a kvetov) CEA.“
Príspevok je uverejnený v časopise HortScience.