Hidroponik loop tertutup, di mana drainase larutan nutrisi ditangkap dan diterapkan kembali ke tanaman, menawarkan keuntungan dibandingkan sistem aliran-melalui atau jalur tunggal melalui efisiensi penggunaan sumber daya air dan nutrisi. Meningkatkan efisiensi penggunaan sumber daya mengurangi biaya produksi dan pada akhirnya mencegah dampak lingkungan yang terkait dengan pembuangan nutrisi ke badan air penerima.
Meskipun ada banyak keuntungan, ada juga risiko produksi yang ditimbulkan saat menggunakan pendekatan penangkapan dan penggunaan kembali, yaitu proliferasi patogen. Ada banyak jenis sistem yang saat ini digunakan di industri untuk mengolah air fertigasi (air irigasi dengan pupuk). Contohnya termasuk tetapi tidak terbatas pada filtrasi pasir, sinar ultraviolet, klorinasi, ozonisasi [O3(aq)], proses oksidasi lanjutan, asam perasetat (C2H4O3), dan hidrogen peroksida (H(O2).
Dalam percobaan ini, larutan nutrisi resirkulasi diperlakukan menggunakan anoda stabil dimensi (DSA) berbasis regeneratif in situ hipoklorinasi elektrokimia (RisEHc) dalam sistem produksi selada hidroponik kultur air dalam (Lactuca sativa). Efek fitotoksik dicatat dan dikaitkan dengan pembentukan kloramin dalam larutan nutrisi yang mengandung amonium. Studi ini menunjukkan bahwa efek fitotoksik dapat dicegah dengan penggunaan hipoklorinasi in situ regeneratif melalui manajemen yang tepat dan teknik pemantauan dalam sistem hidroponik resirkulasi.
Sementara fitotoksisitas yang disebabkan oleh klorinasi konvensional telah dipelajari dengan baik, tidak ada informasi mengenai efek novel RisEHC, dengan DSA, sistem yang diperiksa di sini, di mana zat desinfektan terus diregenerasi. Tujuan dari penelitian yang disajikan adalah untuk mengevaluasi respons tanaman dan kemungkinan efek fitotoksik yang disebabkan oleh perlakuan larutan nutrisi resirkulasi yang berbeda melalui RisEHC. Selanjutnya, kemanjuran menggunakan aplikasi ultraviolet pasca-elektrokimia untuk mengurangi efek fitotoksisitas, serta mengubah sumber nitrogen pupuk, diperiksa.
Remediasi solusi fertigasi yang efektif adalah kunci dalam mewujudkan potensi penuh sistem hidroponik resirkulasi jangka panjang. Sistem RisEHC yang dievaluasi di sini terbukti efektif dalam mengurangi populasi mikroba dalam percobaan pertumbuhan hidroponik skala laboratorium; namun, produksi kloramin dengan adanya senyawa/pupuk amonia menyebabkan fitotoksisitas dalam beberapa skenario.
Dalam studi saat ini, fitotoksisitas kloramin diatasi dengan tidak memasukkan pupuk amoniak, atau melalui dekomposisi menggunakan radiasi ultraviolet setelah perawatan elektrokimia, praktik yang selanjutnya akan meningkatkan inaktivasi mikroba. RiseHC adalah alat remediasi solusi fertigasi yang efektif ketika produksi kloramin dihindari atau dikurangi.
Menurut penulis utama, “Jika pertanian lingkungan terkendali (CEA) ingin sepenuhnya menutup putaran air (yakni, pembuangan nol), diperlukan teknologi yang akan memastikan larutan tetap bebas patogen tanpa akumulasi disinfektan atau produk samping disinfeksi yang berbahaya. Kami mengembangkan metode RisE HC dengan tujuan menyediakan teknologi yang akan menghilangkan sebanyak mungkin keterbatasan klorinasi hortikultura. Kerawanan pangan sedang meningkat di seluruh dunia dan kami berharap teknologi seperti RisE HC dapat meningkatkan keberlanjutan produksi tanaman pangan (dan bunga) CEA.”
Makalah ini dipublikasikan di jurnal Ilmu Hort.