Slēgtā cikla hidroponika, kurā barības vielu šķīduma drenāža tiek uztverta un atkārtoti uzklāta uz kultūraugiem, piedāvā priekšrocības salīdzinājumā ar caurplūdes vai vienas plūsmas sistēmām ūdens un barības vielu resursu izmantošanas efektivitātes ziņā. Resursu izmantošanas efektivitātes palielināšana samazina ražošanas izmaksas un galu galā novērš ietekmi uz vidi, kas saistīta ar barības vielu novadīšanu uz ūdenstilpēm.
Lai gan ir daudz priekšrocību, pastāv arī ražošanas riski, kas rodas, izmantojot uztveršanas un atkārtotas izmantošanas pieeju, proti, patogēnu proliferāciju. Pašlaik rūpniecībā tiek izmantotas daudzu veidu sistēmas mēslošanas ūdens (apūdeņošanas ūdens ar mēslojumu) attīrīšanai. Piemēri, bet neaprobežojas ar smilšu filtrēšanu, ultravioletā gaisma, hlorēšana, ozonēšana [O3(aq)], uzlaboti oksidācijas procesi, pereetiķskābe (C2H4O3) un ūdeņraža peroksīds (H(O2).
Šajā eksperimentā recirkulējošie barības vielu šķīdumi tika apstrādāti, izmantojot uz dimensiju stabilu anodu (DSA) balstītu reģeneratīvo in situ elektroķīmisko hipohlorēšanu (RisEHc) dziļūdens kultūras hidroponisko salātu (Lactuca sativa) ražošanas sistēmā. Fitotoksiskā iedarbība tika novērota un attiecināta uz hloramīnu veidošanos apstrādātos uzturvielu šķīdumos, kas satur amoniju. Pētījums parādīja, ka fitotoksisku iedarbību var novērst, izmantojot reģeneratīvo in situ hipohlorēšanu, izmantojot pareizu pārvaldību un uzraudzības metodes recirkulācijas hidroponiskajās sistēmās.
Lai gan parastās hlorēšanas izraisītā fitotoksicitāte ir labi pētīta, nav informācijas par jaunās RisEHC ar DSA, šeit pārbaudītās sistēmas ietekmi, kur dezinfekcijas līdzeklis tiek nepārtraukti reģenerēts. Prezentētā pētījuma mērķis bija novērtēt augu reakcijas un iespējamo fitotoksisko ietekmi, ko izraisa dažādu recirkulējošo barības vielu šķīdumu apstrāde ar RisEHC palīdzību. Turklāt tika pārbaudīta pēcelektroķīmiskas ultravioletās iedarbības efektivitāte, lai samazinātu fitotoksicitātes efektus, kā arī mēslošanas līdzekļa slāpekļa avota maiņa.
Efektīva mēslošanas šķīduma sanācija ir galvenais, lai pilnībā realizētu ilgtermiņa recirkulācijas hidroponisko sistēmu potenciālu. Tika pierādīts, ka šeit novērtētā RisEHC sistēma ir efektīva mikrobu populāciju samazināšanai laboratorijas mēroga hidroponiskās augšanas pētījumos; tomēr hloramīnu ražošana amonjaka savienojumu/mēslošanas līdzekļu klātbūtnē dažos gadījumos izraisīja fitotoksicitāti.
Pašreizējā pētījumā hloramīna fitotoksicitāte tika risināta, vai nu izslēdzot amonjaka mēslojumu, vai sadaloties, izmantojot ultravioletais starojums pēc elektroķīmiskās apstrādes, prakse, kas vēl vairāk uzlabotu mikrobu inaktivāciju. RisEHC ir efektīvs fertigācijas šķīduma sanācijas līdzeklis, ja tiek novērsta hloramīna ražošana vai tā tiek samazināta.
Saskaņā ar vadošā autora teikto: “Ja kontrolētas vides lauksaimniecībai (CEA) ir pilnībā jāaizver ūdens cilpa (ti, nulles izplūde), ir vajadzīgas tehnoloģijas, kas nodrošinās, ka šķīdumi paliek brīvi no patogēniem, neuzkrājot dezinfekcijas līdzekļus vai kaitīgus dezinfekcijas blakusproduktus. Mēs izstrādājām RisE HC metodi ar mērķi nodrošināt tehnoloģiju, kas novērstu pēc iespējas vairāk dārzkopības hlorēšanas ierobežojumu. Pārtikas nedrošība pieaug visā pasaulē, un mēs ceram, ka tādas tehnoloģijas kā RisE HC var uzlabot CEA pārtikas (un ziedu) augkopības ilgtspējību.
Raksts ir publicēts žurnālā HortScience.