灌溉水磁化技術研發及在土壤修復與林果菜生產中的應用

主要完成人：王華田，王延平，孔令剛，劉秀梅，馬風云，仲鳳維，郭太民，董玉峰，劉天英，劉冠義，朱紅，王淥

主要完成單位：山東農業大學，泰安市泰山林業科學研究院，萊蕪恒銳農林科技有限公司，壽光市農業技術中心，山東豐碩環保科技有限公司

1、項目基本概況

針對黃河流域等區域內農林業土壤鹽漬化、重金屬污染和設施土壤質量下降等問題，項目耦合分析灌溉水磁化對土壤物理結構、化學和生物學特性與植物生長發育、生理生化特性及產量和品質特性的影響，闡明灌溉水磁化處理對土壤生態修復和林果菜產量品質的作用效果和機制，創制灌溉水磁化處理技術，實現土壤生態修復和林果菜高效優質栽培。依托項目研究研發出PP（林果菜高產優質生產）和DS（退化土壤生態修復）兩個系列、8種型號的永磁體全磁場磁化水處理器，提升灌溉水磁化效率35%。授權發明專利5項，實用新型專利14項，獲得計算機軟件著作權5個，制訂企業標準1項。發表論文29篇，出版專著1部。

2、項目創新之處

創新點1：研制了具有自主知識產權、用于退化土壤修復（DS系列）和設施林果菜生產（PP系列）的全磁場磁化水處理器。

經性能比較測試，以往磁化水處理器磁場過強，不適合用于農林業灌溉水磁化。本項目研發的磁化處理器，研發的新型農業磁化水器采用的是內置式全磁場螺旋式磁場結構，有效實現了面磁場對水分子團聚體的活化，磁化效率提升35%，磁化器使用壽命可長達10-15年，成本下降300%。

創新點2：集成創制了灌溉水磁化技術在土壤脫鹽和果蔬優質高效栽培中的應用體系。該技術體系涵蓋了磁化器的選擇與安裝、磁化水灌溉技術在修復鹽漬化土壤、微咸水開發利用、設施農林業生產灌溉中應用的技術要求。

創新點3：闡明了灌溉水磁化處理技術修復鹽堿地和重金屬污染土壤、改良土壤質量的機理。

（1）磁化水灌溉顯著降低土壤鹽分含量，促進鹽分淋溶。磁化淡水灌溉可使0~60cm土層中的含鹽量較對照降低13.4%~24.3%；磁化微咸水灌溉可使0~60cm土層中的含鹽量較對照降低0.34%~0.60%，**了淡水資源貧乏地區低下微咸水利用新途徑。

（2）磁化水灌溉顯著促進重金屬離子向植物體的富集，加快重金屬污染土壤的生態修復進程。磁化水灌溉可使楊樹葉片中Cd2+含量提高37%，根系中增加15.3%。

（3）磁化水灌溉顯著提升設施農業土壤質量。灌溉水磁化后可使土壤堿解氮含量提高13.1%~60.8%，速效磷含量提高18.8%~116.3%。

創新點4：揭示了灌溉水磁化處理技術提升設施林果菜產量和品質的機制。

（1）磁化灌溉顯著促進設施果蔬的果實發育，提高產量和品質。

（2）磁化水處理能夠有效調控和改善逆境脅迫下植物的礦質營養和有機營養，提高植物生長勢和抗逆性。磁化灌溉植株組織氮較對照提高56.9%~194.0%，因而提高了植物對氮素的利用水平。

3、應用情況及經濟社會效益。

項目相關技術成果在山東、河北、吉林、黑龍江、新疆等省區及西非洲共同體成員國推廣應用5萬余畝，經濟、生態和社會效益顯著。按照本技術在試驗點的測試數據，技術應用后鹽堿地植物根系分布層含鹽量平均下降25%，即可使3‰含鹽量的土地將為2‰左右。應用3.0%~4.5%的微咸水進行磁化處理后灌溉，每畝可年節約灌溉淡水40立方米，磁化灌溉具有極大的節水潛能。磁化灌溉技術應用后果園產量平均提升12%，每畝增收約240元。