Hydroponie s uzavřenou smyčkou, kde je drenáž živného roztoku zachycována a znovu aplikována na plodinu, nabízí výhody oproti průtočným nebo jednoprůchodovým systémům díky účinnosti využití vody a živin. Zvýšení efektivity využívání zdrojů snižuje výrobní náklady a v konečném důsledku zabraňuje dopadům na životní prostředí souvisejícím s vypouštěním živin do přijímajících vodních útvarů.
Ačkoli existuje mnoho výhod, jsou zde také produkční rizika při použití přístupu zachycení a opětovného použití, konkrétně proliferace patogenů. V současnosti se v průmyslu používá mnoho typů systémů pro úpravu fertigační vody (závlahové vody s hnojivem). Příklady zahrnují, ale nejsou omezeny na pískovou filtraci, ultrafialové světlo, chlorace, ozonizace [O3(aq)], pokročilé oxidační procesy, kyselina peroctová (C2H4O3) a peroxid vodíku (H(O2).
V tomto experimentu byly recirkulující živné roztoky ošetřeny pomocí rozměrově stabilních anodových (DSA) regenerativních in situ elektrochemické hypochlorace (RisEHc) v hlubinném produkčním systému hydroponického salátu (Lactuca sativa). Fytotoxické účinky byly zaznamenány a připisovány tvorbě chloraminů v upravených živných roztocích obsahujících amonium. Studie prokázala, že fytotoxickým účinkům lze předejít použitím regenerační in situ hypochlorace pomocí správného řízení a monitorovacích technik v recirkulačních hydroponických systémech.
Zatímco fytotoxicita způsobená konvenční chlorací byla dobře studována, neexistují žádné informace týkající se účinku nového systému RisEHC s DSA, který je zde zkoumán, kde se dezinfekční činidlo kontinuálně regeneruje. Cílem předkládaného výzkumu bylo vyhodnotit reakce rostlin a možné fytotoxické účinky způsobené úpravou různých recirkulujících živných roztoků pomocí RisEHC. Dále byla zkoumána účinnost použití post-elektrochemické ultrafialové aplikace ke snížení účinků fytotoxicity, stejně jako změna zdroje dusíku hnojiva.
Efektivní sanace fertigačního roztoku je klíčem k realizaci plného potenciálu dlouhodobých recirkulačních hydroponických systémů. Bylo prokázáno, že zde hodnocený systém RisEHC je účinný při snižování mikrobiálních populací ve studiích hydroponického růstu v laboratorním měřítku; avšak produkce chloraminů v přítomnosti amoniakálních sloučenin/hnojiv vedla v některých scénářích k fytotoxicitě.
V současné studii byla fytotoxicita chloraminu řešena buď vyloučením amoniakálních hnojiv, nebo rozkladem pomocí ultrafialová radiace po elektrochemickém ošetření, postup, který by dále zvýšil mikrobiální inaktivaci. RisEHC je účinným nástrojem sanace fertigačního roztoku, když je zabráněno nebo snížena produkce chloraminu.
Podle hlavního autora: „Pokud má zemědělství v kontrolovaném prostředí (CEA) úplně uzavřít vodní smyčku (tj. nulové vypouštění), jsou zapotřebí technologie, které zajistí, že roztoky zůstanou bez patogenů bez akumulace dezinfekčních prostředků nebo škodlivých vedlejších produktů dezinfekce. Vyvinuli jsme metodu RisE HC s cílem poskytnout technologii, která by co nejvíce eliminovala omezení zahradnické chlorace. Potravinová nejistota je na celém světě na vzestupu a my doufáme, že technologie jako RisE HC mohou zlepšit udržitelnost produkce potravin (a květin) CEA.“
Práce je publikována v časopise HortScience.