La hidroponía de circuito cerrado, donde el drenaje de la solución de nutrientes se captura y se vuelve a aplicar al cultivo, ofrece ventajas sobre los sistemas de flujo continuo o de un solo paso por medio de la eficiencia en el uso de los recursos de agua y nutrientes.
por Jane Cerza, Sociedad Estadounidense de Ciencias Hortícolas
El aumento de la eficiencia en el uso de los recursos reduce los costos de producción y, en última instancia, previene los impactos ambientales asociados con la descarga de nutrientes a los cuerpos de agua receptores.
Aunque hay muchas ventajas, también se introducen riesgos de producción cuando se utiliza un enfoque de captura y reutilización, a saber, la proliferación de patógenos. Son muchos los tipos de sistemas utilizados actualmente en la industria para el tratamiento del agua de fertirrigación (agua de riego con fertilizante). Los ejemplos incluyen, entre otros, filtración de arena, luz ultravioleta , cloración, ozonización [O 3 (aq)], procesos de oxidación avanzada, ácido peracético (C 2 H 4 O 3 ) y peróxido de hidrógeno (H 2 O 2 ).
En este experimento, las soluciones de nutrientes recirculantes se trataron utilizando hipocloración electroquímica in situ regenerativa (RisEHc) basada en ánodo dimensionalmente estable (DSA) en un sistema de producción de lechuga hidropónica (Lactuca sativa) de cultivo en aguas profundas. Se observaron efectos fitotóxicos y se atribuyeron a la formación de cloraminas en soluciones nutritivas tratadas que contenían amonio. El estudio demostró que los efectos fitotóxicos se pueden prevenir con el uso de la hipocloración in situ regenerativa a través de técnicas adecuadas de manejo y monitoreo en sistemas hidropónicos de recirculación.
Si bien la fitotoxicidad causada por la cloración convencional ha sido bien estudiada, no hay información sobre el efecto del nuevo sistema RisEHC, con DSA, examinado aquí, donde el agente desinfectante se regenera continuamente. El objetivo de la investigación presentada fue evaluar las respuestas de las plantas y los posibles efectos fitotóxicos causados por el tratamiento de diferentes soluciones de nutrientes recirculantes a través de RisEHC. Además, se examinó la eficacia de usar una aplicación ultravioleta post-electroquímica para reducir los efectos de fitotoxicidad, así como cambiar la fuente de nitrógeno del fertilizante.
La remediación eficaz de la solución de fertirrigación es clave para aprovechar todo el potencial de los sistemas hidropónicos de recirculación a largo plazo. Se demostró que el sistema RisEHC evaluado aquí es efectivo para reducir las poblaciones microbianas en ensayos de crecimiento hidropónico a escala de laboratorio; sin embargo, la producción de cloraminas en presencia de compuestos amoniacales/fertilizantes provocó fitotoxicidad en algunos escenarios.
En el estudio actual, la fitotoxicidad de la cloramina se abordó excluyendo los fertilizantes amoniacales o mediante la descomposición mediante radiación ultravioleta después del tratamiento electroquímico, una práctica que mejoraría aún más la inactivación microbiana. RisEHC es una herramienta de remediación de solución de fertirrigación efectiva cuando se evita o mitiga la producción de cloramina.
Según el autor principal, «si la agricultura de ambiente controlado (CEA, por sus siglas en inglés) debe cerrar completamente el ciclo del agua (es decir, descarga cero), se necesitan tecnologías que aseguren que las soluciones permanezcan libres de patógenos sin la acumulación de desinfectantes o subproductos dañinos de la desinfección. Desarrollamos el método RisE HC con el objetivo de proporcionar una tecnología que elimine la mayor cantidad posible de limitaciones de la cloración hortícola. La inseguridad alimentaria está aumentando en todo el mundo y esperamos que tecnologías como RisE HC puedan mejorar la sostenibilidad de Producción de cultivos alimentarios (y florales) de la CEA».
El artículo se publica en la revista HortScience .
Más información: Serge Lévesque et al, Prevención de los efectos fitotóxicos de la hipocloración electroquímica regenerativa in situ en sistemas hidropónicos de recirculación, HortScience (2022). DOI: 10.21273/HORTSCI16734-22
