閉環水培法,其中營養液排水被捕獲並重新應用於作物,通過水和養分資源利用效率提供優於流通或單程系統的優勢。 提高資源利用效率可降低生產成本,並最終防止與向受納水體排放養分相關的環境影響。
雖然有很多優點,但使用捕獲和再利用方法時也會引入生產風險,即病原體增殖。 目前工業上有多種類型的系統用於處理施肥水(帶肥料的灌溉水)。 示例包括但不限於砂濾、 紫外光線、氯化、臭氧化 [O3(aq)]、高級氧化過程、過氧乙酸 (C2H4O3) 和過氧化氫 (H(O2).
在本實驗中,在深水培養水培生菜 (Lactuca sativa) 生產系統中,使用基於尺寸穩定陽極 (DSA) 的再生原位電化學次氯酸 (RisEHc) 處理循環營養液。 注意到植物毒性作用並將其歸因於在經處理的含銨營養液中形成氯胺。 該研究表明,通過在循環水培系統中使用適當的管理和監測技術,使用再生原位次氯酸可以預防植物毒性作用。
雖然傳統氯化引起的植物毒性已得到充分研究,但沒有關於新型 RisEHC 和 DSA 系統的影響的信息,其中消毒劑不斷再生。 本研究的目的是評估植物反應和通過 RisEHC 處理不同的再循環營養液可能引起的植物毒性影響。 此外,還檢查了使用電化學後紫外線應用來降低植物毒性影響以及改變肥料氮源的功效。
有效的施肥溶液修復是實現長期循環水培系統全部潛力的關鍵。 此處評估的 RisEHC 系統在實驗室規模的水培生長試驗中被證明可有效減少微生物數量; 然而,在氨化合物/肥料存在的情況下產生的氯胺在某些情況下會導致植物毒性。
在目前的研究中,氯胺的植物毒性通過排除氨肥或通過分解使用來解決 紫外線輻射 電化學處理後,這種做法將進一步增強微生物滅活。 當避免或減輕氯胺產生時,RisEHC 是一種有效的施肥溶液修復工具。
根據主要作者的說法,“如果受控環境農業 (CEA) 要完全關閉水循環(即零排放),則需要技術來確保解決方案保持無病原體,而不會積累消毒劑或有害的消毒副產品。 我們開發了 RisE HC 方法,目標是提供一種技術,盡可能多地消除對園藝氯化的限制。 全球糧食不安全問題正在加劇,我們希望 RisE HC 等技術能夠提高 CEA 糧食(和花卉)作物生產的可持續性。”
論文發表在期刊上 園藝科學.