La hidroponia de bucle tancat, on el drenatge de la solució de nutrients es captura i s'aplica al cultiu, ofereix avantatges sobre els sistemes de flux o pas mitjançant l'eficiència en l'ús de l'aigua i els recursos nutritius. L'augment de l'eficiència en l'ús dels recursos redueix els costos de producció i, en última instància, prevé els impactes ambientals associats amb la descàrrega de nutrients a les masses d'aigua receptores.
Tot i que hi ha molts avantatges, també s'introdueixen riscos de producció quan s'utilitza un enfocament de captura i reutilització, és a dir, la proliferació de patògens. Actualment a la indústria s'utilitzen molts tipus de sistemes per al tractament de l'aigua de fertirrigació (aigua de reg amb adob). Els exemples inclouen, entre d'altres, la filtració de sorra, llum ultraviolada, cloració, ozonització [O3(aq)], processos avançats d'oxidació, àcid peracètic (C2H4O3) i peròxid d'hidrogen (H(O2).
En aquest experiment, es van tractar solucions de nutrients en recirculació mitjançant hipocloració electroquímica regenerativa in situ (RisEHc) basada en ànodes estables dimensionalment (DSA) en un sistema de producció d'enciam hidropònic de cultiu d'aigua profunda (Lactuca sativa). Es van observar efectes fitotòxics i es van atribuir a la formació de cloramines en solucions de nutrients tractades que contenien amoni. L'estudi va demostrar que els efectes fitotòxics es poden prevenir amb l'ús d'hipocloració regenerativa in situ mitjançant tècniques de gestió i control adequats en sistemes hidropònics de recirculació.
Tot i que la fitotoxicitat causada per la cloració convencional ha estat ben estudiada, no hi ha informació sobre l'efecte del nou sistema RisEHC, amb DSA, examinat aquí, on l'agent desinfectant es regenera contínuament. L'objectiu de la investigació presentada va ser avaluar les respostes de les plantes i els possibles efectes fitotòxics causats pel tractament de diferents solucions de nutrients recirculants mitjançant RisEHC. A més, es va examinar l'eficàcia d'utilitzar una aplicació ultraviolada post-electroquímica per reduir els efectes de fitotoxicitat, així com canviar la font de nitrogen del fertilitzant.
La remediació eficaç de la solució de fertirrigació és clau per aconseguir tot el potencial dels sistemes hidropònics de recirculació a llarg termini. Es va demostrar que el sistema RisEHC avaluat aquí és eficaç per reduir les poblacions microbianes en assaigs de creixement hidropònic a escala de laboratori; tanmateix, la producció de cloramines en presència de compostos/adobs amoniacals va provocar fitotoxicitat en alguns escenaris.
En l'estudi actual, la fitotoxicitat de la cloramina es va abordar excloent els fertilitzants amoniacals o mitjançant la descomposició mitjançant radiació ultraviolada després del tractament electroquímic, una pràctica que milloraria encara més la inactivació microbiana. RisEHC és una eina eficaç de reparació de solucions de fertirrigació quan s'evita o es mitiga la producció de cloramina.
Segons l'autor principal, "Si l'agricultura mediambiental controlada (CEA) vol tancar completament el circuit d'aigua (és a dir, descàrrega zero), es necessiten tecnologies que garanteixin que les solucions romanguin lliures de patògens sense l'acumulació de desinfectants o subproductes nocius de desinfecció. Hem desenvolupat el mètode RisE HC amb l'objectiu de proporcionar una tecnologia que eliminaria tantes limitacions a la cloració hortícola com sigui possible. La inseguretat alimentària està en augment a tot el món i esperem que tecnologies com RisE HC puguin millorar la sostenibilitat de la producció de cultius d'aliments (i florals) del CEA".
El document es publica a la revista HortScience.