Hidroponik gelung tertutup, di mana saliran larutan nutrien ditangkap dan digunakan semula pada tanaman, menawarkan kelebihan berbanding sistem aliran melalui atau laluan tunggal melalui kecekapan penggunaan air dan sumber nutrien. Meningkatkan kecekapan penggunaan sumber mengurangkan kos pengeluaran dan akhirnya menghalang kesan alam sekitar yang berkaitan dengan pelepasan nutrien kepada badan air penerima.
Walaupun terdapat banyak kelebihan, terdapat juga risiko pengeluaran yang diperkenalkan apabila menggunakan pendekatan tangkapan dan guna semula, iaitu, percambahan patogen. Terdapat banyak jenis sistem yang digunakan pada masa ini dalam industri untuk merawat air fertigasi (air pengairan dengan baja). Contohnya termasuk tetapi tidak terhad kepada penapisan pasir, cahaya ultraviolet, pengklorinan, pengozonan [O3(aq)], proses pengoksidaan lanjutan, asid peracetic (C2H4O3), dan hidrogen peroksida (H(O2).
Dalam eksperimen ini, larutan nutrien yang dikitar semula telah dirawat menggunakan anod stabil (DSA) berasaskan regeneratif in situ elektrokimia hipoklorinasi (RisEHc) dalam sistem pengeluaran salad hidroponik kultur air dalam (Lactuca sativa). Kesan fitotoksik telah diperhatikan dan dikaitkan dengan pembentukan kloamin dalam larutan nutrien yang dirawat yang mengandungi ammonium. Kajian menunjukkan bahawa kesan fitotoksik boleh dicegah dengan penggunaan regeneratif in situ hypochlorination melalui pengurusan dan teknik pemantauan yang betul dalam sistem hidroponik kitaran semula.
Walaupun fitotoksisiti yang disebabkan oleh pengklorinan konvensional telah dikaji dengan baik, tiada maklumat mengenai kesan novel RisEHC, dengan DSA, sistem yang diperiksa di sini, di mana agen pembasmi kuman dijana semula secara berterusan. Objektif penyelidikan yang dibentangkan adalah untuk menilai tindak balas tumbuhan dan kemungkinan kesan fitotoksik yang disebabkan oleh merawat larutan nutrien yang beredar semula melalui RisEHC. Selanjutnya, keberkesanan penggunaan aplikasi ultraviolet pasca elektrokimia untuk mengurangkan kesan fitotoksisiti, serta menukar sumber nitrogen baja, telah diperiksa.
Pemulihan penyelesaian fertigasi yang berkesan adalah kunci dalam merealisasikan potensi penuh sistem hidroponik peredaran semula jangka panjang. Sistem RisEHC yang dinilai di sini telah ditunjukkan sebagai berkesan dalam mengurangkan populasi mikrob dalam ujian pertumbuhan hidroponik skala makmal; walau bagaimanapun, penghasilan kloramin dengan kehadiran sebatian/baja ammonia menyebabkan fitotoksisiti dalam beberapa senario.
Dalam kajian semasa, fitotoksisiti kloramine telah ditangani dengan sama ada tidak termasuk baja ammonia, atau melalui penguraian menggunakan radiasi ultra ungu selepas rawatan elektrokimia, amalan yang akan meningkatkan lagi ketidakaktifan mikrob. RisEHC ialah alat pemulihan penyelesaian fertigasi yang berkesan apabila pengeluaran kloramin dielakkan atau dikurangkan.
Menurut penulis utama, "Jika pertanian persekitaran terkawal (CEA) menutup sepenuhnya gelung air (iaitu, pelepasan sifar), teknologi diperlukan yang akan memastikan penyelesaian kekal bebas patogen tanpa pengumpulan disinfektan atau produk sampingan pembasmian kuman yang berbahaya. Kami membangunkan kaedah RisE HC dengan matlamat untuk menyediakan teknologi yang akan menghapuskan seberapa banyak batasan kepada pengklorinan hortikultur yang mungkin. Ketidakpastian makanan semakin meningkat di seluruh dunia dan kami berharap teknologi seperti RisE HC dapat meningkatkan kemampanan pengeluaran tanaman makanan (dan bunga) CEA.”
Kertas itu diterbitkan dalam jurnal HortScience.