灌溉水磁化技术研发及在土壤修复与林果菜生产中的应用

主要完成人：王华田，王延平，孔令刚，刘秀梅，马风云，仲凤维，郭太民，董玉峰，刘天英，刘冠义，朱红，王渌

主要完成单位：山东农业大学，泰安市泰山林业科学研究院，莱芜恒锐农林科技有限公司，寿光市农业技术中心，山东丰硕环保科技有限公司

1、项目基本概况

针对黄河流域等区域内农林业土壤盐渍化、重金属污染和设施土壤质量下降等问题，项目耦合分析灌溉水磁化对土壤物理结构、化学和生物学特性与植物生长发育、生理生化特性及产量和品质特性的影响，阐明灌溉水磁化处理对土壤生态修复和林果菜产量品质的作用效果和机制，创制灌溉水磁化处理技术，实现土壤生态修复和林果菜高效优质栽培。依托项目研究研发出PP（林果菜高产优质生产）和DS（退化土壤生态修复）两个系列、8种型号的永磁体全磁场磁化水处理器，提升灌溉水磁化效率35%。授权发明专利5项，实用新型专利14项，获得计算机软件著作权5个，制订企业标准1项。发表论文29篇，出版专著1部。

2、项目创新之处

创新点1：研制了具有自主知识产权、用于退化土壤修复（DS系列）和设施林果菜生产（PP系列）的全磁场磁化水处理器。

经性能比较测试，以往磁化水处理器磁场过强，不适合用于农林业灌溉水磁化。本项目研发的磁化处理器，研发的新型农业磁化水器采用的是内置式全磁场螺旋式磁场结构，有效实现了面磁场对水分子团聚体的活化，磁化效率提升35%，磁化器使用寿命可长达10-15年，成本下降300%。

创新点2：集成创制了灌溉水磁化技术在土壤脱盐和果蔬优质高效栽培中的应用体系。该技术体系涵盖了磁化器的选择与安装、磁化水灌溉技术在修复盐渍化土壤、微咸水开发利用、设施农林业生产灌溉中应用的技术要求。

创新点3：阐明了灌溉水磁化处理技术修复盐碱地和重金属污染土壤、改良土壤质量的机理。

（1）磁化水灌溉显著降低土壤盐分含量，促进盐分淋溶。磁化淡水灌溉可使0~60cm土层中的含盐量较对照降低13.4%~24.3%；磁化微咸水灌溉可使0~60cm土层中的含盐量较对照降低0.34%~0.60%，**了淡水资源贫乏地区低下微咸水利用新途径。

（2）磁化水灌溉显著促进重金属离子向植物体的富集，加快重金属污染土壤的生态修复进程。磁化水灌溉可使杨树叶片中Cd2+含量提高37%，根系中增加15.3%。

（3）磁化水灌溉显著提升设施农业土壤质量。灌溉水磁化后可使土壤碱解氮含量提高13.1%~60.8%，速效磷含量提高18.8%~116.3%。

创新点4：揭示了灌溉水磁化处理技术提升设施林果菜产量和品质的机制。

（1）磁化灌溉显著促进设施果蔬的果实发育，提高产量和品质。

（2）磁化水处理能够有效调控和改善逆境胁迫下植物的矿质营养和有机营养，提高植物生长势和抗逆性。磁化灌溉植株组织氮较对照提高56.9%~194.0%，因而提高了植物对氮素的利用水平。

3、应用情况及经济社会效益。

项目相关技术成果在山东、河北、吉林、黑龙江、新疆等省区及西非洲共同体成员国推广应用5万余亩，经济、生态和社会效益显著。按照本技术在试验点的测试数据，技术应用后盐碱地植物根系分布层含盐量平均下降25%，即可使3‰含盐量的土地将为2‰左右。应用3.0%~4.5%的微咸水进行磁化处理后灌溉，每亩可年节约灌溉淡水40立方米，磁化灌溉具有极大的节水潜能。磁化灌溉技术应用后果园产量平均提升12%，每亩增收约240元。