A hidroponia de circuito fechado, onde a drenagem da solução nutritiva é capturada e reaplicada à cultura, oferece vantagens em relação aos sistemas de fluxo ou passagem única por meio da eficiência do uso de recursos hídricos e nutrientes. O aumento da eficiência no uso de recursos reduz os custos de produção e, em última análise, evita os impactos ambientais associados à descarga de nutrientes nos corpos d'água receptores.
Embora existam muitas vantagens, também existem riscos de produção introduzidos ao usar uma abordagem de captura e reutilização, ou seja, proliferação de patógenos. Existem muitos tipos de sistemas atualmente utilizados na indústria para o tratamento da água de fertirrigação (água de irrigação com fertilizante). Exemplos incluem, mas não estão limitados a, filtragem de areia, luz ultravioleta, cloração, ozonização [O3(aq)], processos avançados de oxidação, ácido peracético (C2H4O3) e peróxido de hidrogênio (H(O2).
Neste experimento, soluções nutritivas recirculantes foram tratadas usando ânodo dimensionalmente estável (DSA) baseado em hipocloração eletroquímica in situ regenerativa (RisEHc) em um sistema de produção de alface hidropônica (Lactuca sativa) em águas profundas. Efeitos fitotóxicos foram observados e atribuídos à formação de cloraminas em soluções nutritivas tratadas contendo amônio. O estudo demonstrou que os efeitos fitotóxicos podem ser evitados com o uso de hipocloração regenerativa in situ por meio de técnicas adequadas de gerenciamento e monitoramento em sistemas hidropônicos recirculantes.
Embora a fitotoxicidade causada pela cloração convencional tenha sido bem estudada, não há informações sobre o efeito do novo RisEHC, com DSA, sistema aqui examinado, onde o agente desinfetante é continuamente regenerado. O objetivo da pesquisa apresentada foi avaliar as respostas das plantas e possíveis efeitos fitotóxicos causados pelo tratamento de diferentes soluções nutritivas recirculantes via RisEHC. Além disso, foi examinada a eficácia de usar uma aplicação ultravioleta pós-eletroquímica para reduzir os efeitos da fitotoxicidade, bem como alterar a fonte de nitrogênio do fertilizante.
A remediação eficaz da solução de fertirrigação é fundamental para a realização de todo o potencial dos sistemas hidropônicos de recirculação de longo prazo. O sistema RisEHC avaliado aqui demonstrou ser eficaz na redução de populações microbianas em ensaios de crescimento hidropônico em escala de laboratório; no entanto, a produção de cloraminas na presença de compostos amoniacais/fertilizantes levou à fitotoxicidade em alguns cenários.
No estudo atual, a fitotoxicidade da cloramina foi abordada excluindo fertilizantes amoniacais ou por decomposição usando radiação ultravioleta após o tratamento eletroquímico, uma prática que aumentaria ainda mais a inativação microbiana. O RisEHC é uma ferramenta eficaz de remediação da solução de fertirrigação quando a produção de cloramina é evitada ou mitigada.
De acordo com o principal autor, “Se a agricultura de ambiente controlado (CEA) fechar totalmente o ciclo da água (ou seja, descarga zero), são necessárias tecnologias que garantam que as soluções permaneçam livres de patógenos sem o acúmulo de desinfetantes ou subprodutos nocivos da desinfecção. Desenvolvemos o método RisE HC com o objetivo de fornecer uma tecnologia que eliminasse o máximo possível das limitações da cloração hortícola. A insegurança alimentar está aumentando em todo o mundo e esperamos que tecnologias como RisE HC possam melhorar a sustentabilidade da produção de alimentos (e florais) da CEA”.
O artigo é publicado na revista HortScience.