การปลูกพืชไร้ดินแบบวงปิดซึ่งมีการดักจับสารละลายธาตุอาหารและนำกลับมาใช้ใหม่กับพืชผล มีข้อได้เปรียบเหนือระบบไหลผ่านหรือทางเดียวเนื่องจากการใช้น้ำและทรัพยากรธาตุอาหารอย่างมีประสิทธิภาพ การเพิ่มประสิทธิภาพการใช้ทรัพยากรช่วยลดต้นทุนการผลิตและป้องกันผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมที่เกี่ยวข้องกับการปล่อยสารอาหารไปยังแหล่งรับน้ำในที่สุด
แม้ว่าจะมีข้อดีหลายประการ แต่ก็มีความเสี่ยงในการผลิตเมื่อใช้วิธีจับและนำมาใช้ซ้ำ กล่าวคือ การแพร่กระจายของเชื้อโรค ในปัจจุบัน มีระบบหลายประเภทที่ใช้ในอุตสาหกรรมสำหรับการบำบัดน้ำเพื่อการปฏิสนธิ ตัวอย่างรวมถึงแต่ไม่จำกัดเพียงการกรองด้วยทราย แสงอัลตราไวโอเลต, คลอรีน, โอโซน [O3(aq)], กระบวนการออกซิเดชั่นขั้นสูง, กรดเปอร์อะซิติก (C2H4O3) และไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ (H(O2).
ในการทดลองนี้ สารละลายธาตุอาหารหมุนเวียนได้รับการบำบัดโดยใช้ไดอะโนดที่มีความเสถียรเชิงมิติ (DSA) ตามการฟื้นฟูในแหล่งกำเนิดไฟฟ้าเคมีไฮโปคลอริเนชัน (RisEHc) ในระบบการผลิตผักกาดหอมไฮโดรโปนิกส์ (Lactuca sativa) ที่เพาะเลี้ยงในน้ำลึก ผลกระทบที่เป็นพิษต่อพืชถูกบันทึกไว้และเกิดจากการก่อตัวของคลอรามีนในสารละลายธาตุอาหารที่ผ่านการบำบัดแล้วซึ่งมีแอมโมเนียม การศึกษาแสดงให้เห็นว่าผลกระทบจากพิษต่อพืชสามารถป้องกันได้ด้วยการใช้ไฮโปคลอริเนชันแบบสร้างใหม่ในแหล่งกำเนิดผ่านการจัดการที่เหมาะสมและเทคนิคการตรวจสอบในระบบไฮโดรโปนิกส์แบบหมุนเวียน
แม้ว่าความเป็นพิษต่อพืชที่เกิดจากการใช้คลอรีนแบบดั้งเดิมจะได้รับการศึกษาเป็นอย่างดี แต่ไม่มีข้อมูลเกี่ยวกับผลกระทบของ RisEHC แบบใหม่ที่มี DSA ซึ่งเป็นระบบที่ตรวจสอบในที่นี้ ซึ่งสารฆ่าเชื้อจะถูกสร้างใหม่อย่างต่อเนื่อง งานวิจัยที่นำเสนอนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อประเมินการตอบสนองของพืชและผลกระทบจากพิษต่อพืชที่อาจเกิดขึ้นจากการบำบัดสารละลายธาตุอาหารที่หมุนเวียนต่างกันผ่าน RisEHC นอกจากนี้ ยังมีการตรวจสอบประสิทธิภาพของการใช้รังสีอัลตราไวโอเลตหลังการใช้ไฟฟ้าเคมีเพื่อลดผลกระทบจากความเป็นพิษต่อพืช ตลอดจนการเปลี่ยนแหล่งไนโตรเจนของปุ๋ย
การฟื้นฟูสารละลายปุ๋ยที่มีประสิทธิภาพเป็นกุญแจสำคัญในการทำให้ระบบไฮโดรโปนิกส์หมุนเวียนระยะยาวมีศักยภาพเต็มที่ ระบบ RisEHC ที่ประเมินในที่นี้ได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีประสิทธิภาพในการลดประชากรจุลินทรีย์ในการทดลองการปลูกพืชไร้ดินในระดับห้องปฏิบัติการ อย่างไรก็ตาม การผลิตคลอรามีนเมื่อมีสารประกอบ/ปุ๋ยแอมโมเนียทำให้เกิดความเป็นพิษต่อพืชในบางสถานการณ์
ในการศึกษาปัจจุบัน ความเป็นพิษต่อพืชของคลอรามีนได้รับการแก้ไขโดยการไม่ใช้ปุ๋ยแอมโมเนียหรือผ่านการย่อยสลายโดยใช้ รังสีอัลตราไวโอเลต หลังการบำบัดด้วยเคมีไฟฟ้า การปฏิบัติที่จะส่งเสริมการหยุดการทำงานของจุลินทรีย์ RisEHC เป็นเครื่องมือในการฟื้นฟูสารละลายปุ๋ยที่มีประสิทธิภาพเมื่อหลีกเลี่ยงหรือลดการผลิตคลอรามีน
ผู้เขียนหลักกล่าวว่า “หากเกษตรกรรมสิ่งแวดล้อมควบคุม (CEA) คือการปิดวงจรน้ำอย่างสมบูรณ์ (เช่น ไม่มีการปล่อยน้ำเสีย) เทคโนโลยีเป็นสิ่งจำเป็นที่จะทำให้แน่ใจว่าสารละลายยังคงปราศจากเชื้อโรค โดยไม่มีการสะสมของสารฆ่าเชื้อหรือผลพลอยได้จากการฆ่าเชื้อที่เป็นอันตราย เราพัฒนาวิธี RisE HC โดยมีเป้าหมายในการจัดหาเทคโนโลยีที่จะขจัดข้อจำกัดของคลอรีนสำหรับพืชสวนให้ได้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ความไม่มั่นคงทางอาหารกำลังเพิ่มขึ้นทั่วโลก และเราหวังว่าเทคโนโลยี เช่น RisE HC จะสามารถปรับปรุงความยั่งยืนของการผลิตพืชอาหาร (และดอกไม้) ของ CEA ได้”
บทความนี้ตีพิมพ์ในวารสาร ฮอร์ทไซเอนซ์.