養液排水が捕捉されて作物に再適用されるクローズドループ水耕栽培は、水と栄養資源の使用効率により、フロースルーまたはシングルパスシステムよりも利点があります。 資源の利用効率を高めることで、生産コストが削減され、最終的には受水域への栄養塩の排出に関連する環境への影響が防止されます。
多くの利点がありますが、キャプチャと再利用のアプローチ、つまり病原体の増殖を使用する場合に導入される生産上のリスクもあります。 ファーティゲーション水(肥料を含む灌漑用水)を処理するために、現在業界で使用されている多くのタイプのシステムがあります。 例としては、砂ろ過、 紫外線、塩素化、オゾン化 [O3(aq)]、高度な酸化プロセス、過酢酸 (C2H4O3)、および過酸化水素 (H(O2).
この実験では、深層水耕養液栽培レタス (Lactuca sativa) 生産システムで、寸法安定性陽極 (DSA) ベースの再生型 in situ 電気化学的次亜塩素化 (RisEHc) を使用して、再循環栄養溶液を処理しました。 植物毒性効果が認められ、アンモニウムを含む処理済み栄養溶液中のクロラミンの形成に起因すると考えられました。 この研究は、再循環水耕栽培システムにおける適切な管理と監視技術を通じて、再生型 in situ 次亜塩素化を使用することで、植物毒性の影響を防ぐことができることを実証しました。
従来の塩素処理によって引き起こされる植物毒性は十分に研究されていますが、消毒剤が継続的に再生される、本明細書で調べた DSA を使用した新しい RisEHC システムの効果に関する情報はありません。 提示された研究の目的は、RisEHC を介して異なる再循環栄養溶液を処理することによって引き起こされる植物の応答と考えられる植物毒性効果を評価することでした。 さらに、植物毒性効果を低減するための電気化学的後紫外線適用の使用、および肥料の窒素源の変更の有効性が調べられました。
効果的なファーティゲーション ソリューションの修復は、長期的な再循環水耕栽培システムの可能性を最大限に引き出す上で重要です。 ここで評価された RisEHC システムは、実験室規模の水耕栽培試験で微生物個体数を減らすのに効果的であることが実証されました。 しかし、アンモニア化合物/肥料の存在下でのクロラミンの生産は、いくつかのシナリオで植物毒性を引き起こしました.
現在の研究では、クロラミンの植物毒性は、アンモニア性肥料を排除するか、またはアンモニアを使用した分解によって対処されました。 紫外線 電気化学的処理の後、微生物の不活化をさらに強化する方法。 RisEHC は、クロラミンの生成を回避または軽減する場合に効果的なファーティゲーション ソリューション修復ツールです。
筆頭著者によると、「管理された環境農業 (CEA) が水の循環を完全に閉じる (つまり、排水をゼロにする) 場合、消毒剤や有害な消毒副産物が蓄積することなく、溶液が病原体を含まない状態を維持する技術が必要です。 私たちは、園芸用塩素処理の制限を可能な限り排除する技術を提供することを目標に、RisE HC メソッドを開発しました。 食料不安は世界中で増加しており、Rise HC などの技術が CEA の食料 (および花) 作物生産の持続可能性を改善できることを願っています。」
論文は雑誌に掲載されています ホートサイエンス.