هیدروپونیک حلقه بسته، که در آن زهکشی محلول غذایی جمعآوری شده و مجدداً به محصول اعمال میشود، از طریق بهرهوری استفاده از آب و منابع غذایی، مزایایی نسبت به سیستمهای جریان عبوری یا تکگذری ارائه میدهد. افزایش بهره وری استفاده از منابع، هزینه های تولید را کاهش می دهد و در نهایت از اثرات زیست محیطی مرتبط با تخلیه مواد مغذی به آب های دریافت کننده جلوگیری می کند.
اگرچه مزایای زیادی وجود دارد، اما هنگام استفاده از رویکرد جذب و استفاده مجدد، خطرات تولید نیز وجود دارد، یعنی تکثیر پاتوژن. در حال حاضر انواع مختلفی از سیستم ها برای تصفیه آب کود (آب آبیاری با کود) در صنعت استفاده می شود. به عنوان مثال می توان به فیلتر شنی اشاره کرد، اما به آنها محدود نمی شود، نور ماوراء بنفش، کلرزنی، ازن زنی [O3(aq)]، فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته، اسید پراستیک (C2H4O3) و پراکسید هیدروژن (H)(O2).
در این آزمایش، محلولهای مغذی در حال چرخش با استفاده از سیستم تولید کاهو هیدروپونیک (Lactuca sativa) بر پایه آند پایدار (DSA) در محل هیپوکلره الکتروشیمیایی احیاکننده در محل (RisEHc) تحت درمان قرار گرفتند. اثرات فیتوتوکسیک مشاهده شد و به تشکیل کلرامین در محلول های غذایی تیمار شده حاوی آمونیوم نسبت داده شد. این مطالعه نشان داد که می توان با استفاده از هیپوکلرین درجا احیا کننده از طریق تکنیک های مدیریت و نظارت مناسب در سیستم های هیدروپونیک در گردش مجدد از اثرات فیتوتوکسیک جلوگیری کرد.
در حالی که سمیت گیاهی ناشی از کلرزنی معمولی به خوبی مورد مطالعه قرار گرفته است، هیچ اطلاعاتی در مورد اثر RisEHC جدید، با DSA، سیستم مورد بررسی در اینجا، که در آن عامل ضد عفونی کننده به طور مداوم بازسازی می شود، وجود ندارد. هدف از تحقیق ارائه شده، ارزیابی واکنشهای گیاهی و اثرات سمی گیاهی احتمالی ناشی از تیمار محلولهای مغذی در حال چرخش مختلف از طریق RisEHC بود. علاوه بر این، کارایی استفاده از یک برنامه کاربردی فرابنفش پس از الکتروشیمیایی برای کاهش اثرات سمیت گیاهی و همچنین تغییر منبع نیتروژن کود مورد بررسی قرار گرفت.
پاکسازی محلول کود دهی موثر در تحقق پتانسیل کامل سیستم های هیدروپونیک درازمدت چرخش مجدد کلیدی است. نشان داده شد که سیستم RisEHC که در اینجا ارزیابی شد در کاهش جمعیت میکروبی در آزمایشهای رشد هیدروپونیک در مقیاس آزمایشگاهی مؤثر است. با این حال، تولید کلرامین در حضور ترکیبات / کودهای آمونیاکی منجر به سمیت گیاهی در برخی از سناریوها شد.
در مطالعه حاضر، سمیت گیاهی کلرامین با حذف کودهای آمونیاکی یا از طریق تجزیه با استفاده از کودهای شیمیایی مورد بررسی قرار گرفت. اشعه ماوراء بنفش پس از درمان الکتروشیمیایی، عملی که غیرفعال سازی میکروبی را بیشتر افزایش می دهد. RisEHC یک ابزار موثر برای اصلاح محلول لقاح است که از تولید کلرامین اجتناب شود یا کاهش یابد.
به گفته نویسنده اصلی، «اگر کشاورزی محیط کنترل شده (CEA) بخواهد حلقه آب را به طور کامل ببندد (یعنی دبی صفر)، به فناوریهایی نیاز است که تضمین کند محلولها بدون انباشته شدن مواد ضدعفونیکننده یا محصولات جانبی ضدعفونی مضر، عاری از بیماریزا باقی میمانند. ما روش RisE HC را با هدف ارائه فناوری توسعه دادیم که تا حد امکان بسیاری از محدودیتهای کلرزنی باغبانی را از بین ببرد. ناامنی غذایی در سراسر جهان در حال افزایش است و ما امیدواریم که فناوریهایی مانند RisE HC بتواند پایداری تولید محصولات غذایی (و گلها) CEA را بهبود بخشد.»
مقاله در مجله منتشر شده است HortScience.