A hidroponía en bucle pechado, onde a drenaxe da solución de nutrientes é capturada e reaplicada ao cultivo, ofrece vantaxes sobre os sistemas de paso único ou de paso único a través da eficiencia do uso da auga e dos recursos de nutrientes. O aumento da eficiencia no uso dos recursos reduce os custos de produción e, en última instancia, prevén os impactos ambientais asociados á descarga de nutrientes ás masas de auga receptoras.
Aínda que hai moitas vantaxes, tamén se introducen riscos de produción cando se utiliza un enfoque de captura e reutilización, é dicir, a proliferación de patóxenos. Actualmente na industria se utilizan moitos tipos de sistemas para o tratamento da auga de fertirrigación (auga de rega con fertilizante). Os exemplos inclúen pero non se limitan a filtración de area, luz ultravioleta, cloración, ozonización [O3(aq)], procesos de oxidación avanzados, ácido peracético (C2H4O3) e peróxido de hidróxeno (H(O2).
Neste experimento, tratáronse solucións de nutrientes en recirculación mediante hipocloración electroquímica rexenerativa in situ (RisEHc) baseada en ánodos estables dimensionalmente (DSA) nun sistema de produción de leituga hidropónica de cultivo en augas profundas (Lactuca sativa). Observáronse efectos fitotóxicos e atribuíronse á formación de cloraminas en solucións de nutrientes tratadas que conteñen amonio. O estudo demostrou que os efectos fitotóxicos poden evitarse co uso da hipocloración rexenerativa in situ mediante técnicas de xestión e seguimento adecuadas en sistemas hidropónicos de recirculación.
Aínda que a fitotoxicidade causada pola cloración convencional foi ben estudada, non hai información sobre o efecto do novo sistema RisEHC, con DSA, que se examina aquí, onde o axente desinfectante se rexenera continuamente. O obxectivo da investigación presentada foi avaliar as respostas das plantas e os posibles efectos fitotóxicos provocados polo tratamento de diferentes solucións de nutrientes recirculantes mediante RisEHC. Ademais, examinouse a eficacia do uso dunha aplicación ultravioleta post-electroquímica para reducir os efectos de fitotoxicidade, así como o cambio da fonte de nitróxeno do fertilizante.
A remediación eficaz da solución de fertirrigación é clave para realizar todo o potencial dos sistemas hidropónicos de recirculación a longo prazo. O sistema RisEHC avaliado aquí demostrouse ser eficaz para reducir as poboacións microbianas nos ensaios de crecemento hidropónico a escala de laboratorio; porén, a produción de cloraminas en presenza de compostos/fertilizantes amoniacais levou a fitotoxicidade nalgúns escenarios.
No estudo actual, abordouse a fitotoxicidade da cloramina excluíndo fertilizantes amoniacais ou mediante a descomposición mediante radiación ultravioleta despois do tratamento electroquímico, unha práctica que melloraría aínda máis a inactivación microbiana. RisEHC é unha ferramenta eficaz de remediación da solución de fertirrigación cando se evita ou mitiga a produción de cloramina.
Segundo o autor principal, "Se a agricultura en ambiente controlado (CEA) é para pechar completamente o ciclo de auga (é dicir, vertido cero), son necesarias tecnoloxías que garantirán que as solucións estean libres de patóxenos sen a acumulación de desinfectantes ou subprodutos nocivos da desinfección. Desenvolvemos o método RisE HC co obxectivo de proporcionar unha tecnoloxía que eliminase o maior número posible de limitacións á cloración hortícola. A inseguridade alimentaria está en aumento en todo o mundo e esperamos que tecnoloxías como RisE HC poidan mellorar a sustentabilidade da produción de cultivos alimentarios (e florais) do CEA".
O artigo publícase na revista HortScience.