一、技術名稱

磁化水灌溉技術在提質增效節約型農業生產及退化土壤生態修復中的應用

二、技術概述

（一）技術基本情況（技術研發推廣背景，能夠解決的主要問題等）

1、技術研發背景

磁化水灌溉技術是當今磁生物物理領域重要的應用技術，在農業生產中具有增產、提質、節水、節肥、節藥等方面的顯著作用，在退化土壤生態修復中具有促進鹽漬化土壤脫鹽改良鹽堿地、修復重金屬污染土壤和農業過量施肥施藥導致的退化土壤。

磁化水處理技術的作用原理是，灌溉水經過特定磁場時，水分子之間的氫鍵弱化，分子多聚態水轉化寡聚態水，水的活性增強，從而大幅度提高了土壤礦物的溶解度和大分子物質的水解能力，土壤中離子飽和度提高，離子運移速率加快，養分有效性提高。

本項技術源于2011年承擔的國家引進國際**林業科學技術計劃（948項目）（2011-4-60）“高礦化度地下水磁化脫鹽技術引進及其在林業灌溉中的應用”，2016年順利驗收并獲得國家林業局認定成果。2017年承擔山東省農業重大應用技術創新計劃（魯財農指〔2016〕36號）“磁化水灌溉技術在農業節肥節水及面源污染防治中的應用研究與示范”項目，目前各項研究內容也已完成，正在準備驗收。2016年受聘新疆人社廳高層次人才引進工程柔性人才引進專家，與伊犁哈薩克自治州林業科學研究院合作開展伊犁河谷鹽堿地果園土壤改良和高產優質生產磁化水灌溉技術的推廣，目前這項工作已經基本完成，正在準備考核驗收。通過上述3個項目的實施，課題組在消化吸收國外**技術的基礎上，獲得了一批專利授權，研發了一系列具有自主知識產權的磁化水處理器，并形成了批量生產能力。

2、磁化水灌溉技術的應用領域及解決的主要問題

（1）改善土壤生態環境，修復退化土壤。應用磁化水灌溉，能顯著改善土壤微生物群落結構，提高土壤功能酶活性，從而促進土壤養分循環，提高土壤養分有效性。在農業生產中實施磁化水灌溉，能有效釋放土壤中過量鏊合養分，促進殘留農藥降解，修復過量施用農藥化肥導致的退化土壤；鹽漬化土壤實施磁化水灌溉，能有效促進土壤鹽分淋溶，加快鹽堿地改良進程，節約灌溉淡水；在重金屬污染土壤修復中實施磁化水灌溉，能有效促進重金屬離子的深層土壤淋溶，促進修復植物對重金屬的富集，從而加快重金屬污染土壤的修復進程。

（2）促進作物生長，提高產量和品質。應用磁化水灌溉后，作物生長量提高，產量和品質提高。國外在甘藍、白菜、蘿卜、花生、小麥、水稻等多種作物應用磁化水灌溉后，增產幅度達12%~50%，礦質營養含量大幅度提高；項目申請人在壽光設施蔬菜中應用磁化水灌溉，黃瓜、辣椒、茄子等增產幅度達10%~45%；果實類蔬菜及冬棗、葡萄等可溶性糖、VC、有機酸、花青素等含量明顯提高，冬棗和葡萄耐貯性大幅度提高。

（3）改善植物生理活性。項目申請人應用磁化水灌溉多種植物，葉綠素含量明顯提高，光合作用光量子效率、光合速率提高、光合水分利用效率大幅度提高，植物礦質營養吸收和運轉速率提高。

（4）提高植物抗逆性。應用磁化水灌溉，植物生長勢和抗病力提高，發病率顯著降低；在鹽分脅迫和重金屬脅迫條件下，應用磁化水灌溉，能有效改善植物體內的離子平衡，避免單一離子過量吸收產生的毒害；能夠有效改善細胞膜質子泵活性，提高細胞對離子的吸收和外排能力，防止細胞膜損傷導致的電解質外滲，從而大幅度提高植物對鹽分和重金屬脅迫的抗逆能力。

（二）技術示范推廣情況（推薦技術在小范圍示范展示還是已經實現較大范圍推廣應用）

通過承擔國家林業局國家引進國際**林業科學技術計劃、山東省財政廳農業重大應用技術創新計劃項目和新疆高層次人才引進工程項目，磁化水灌溉技術先后在東營市河口區（鹽堿地改良）、濱州市沾化區（鹽堿地冬棗園土壤改良和高產優質生產）、壽光市（設施蔬菜高產優質生產）、伊犁哈薩克自治州（伊犁河谷鹽堿地果園土壤改良和高產優質生產）、泰安市（山東農業大學）等地開展了大田和實驗室試驗研究，并在山東（臨沂市蘭山蔬菜、郯城縣水稻、日照市東港區茶園、青島市黃島區無花果、濱州市無棣縣渤海糧倉工程）、河北（唐山曹妃甸鹽堿地改良）、江蘇（南京市句容市薄殼山核桃）等地進行了示范和推廣應用，累計試驗示范和推廣面積4000畝，收到了良好的效果。

（三）提質增效情況（指技術試驗、示范或推廣過程中節約成本、提升品質、增加效益等情況）

國外研究表明，應用磁化水灌溉技術，主要農作物和蔬菜增產增產幅度達12%~50%，礦質營養含量大幅度提高；項目申請人在壽光設施蔬菜中應用磁化水灌溉，黃瓜、辣椒、茄子等增產幅度達10%~45%；果實類蔬菜及冬棗、葡萄等可溶性糖、VC、有機酸、花青素等含量明顯提高，冬棗和葡萄耐貯性大幅度提高。項目申請人研究表明，應用磁化水灌溉，土壤N、P、K等主要養分利用率提高15%以上，節約化肥施用量12%，節約灌溉用水10%以上，土壤生態系統顯著改善；主要作物（蔬菜、林果）產量提高15%以上，單位面積綜合經濟效益提高20%以上，可溶性糖、有機酸、VC、花青素及主要大量和微量元素含量提高5%~35%，果品耐貯性明顯提高；作物生長勢和抗病力顯著提高。

（四）技術**情況（以該技術為核心的科技成果獲得科技獎勵等情況）

“灌溉用高礦化度地下水磁化脫鹽技術引進”獲得國家林業局認定成果（2011-4-60，2016.06.18）。

三、技術要點（核心技術及其配套技術主要內容）

磁化水處理器的磁場結構設計及整體系統設計，是本項技術的核心內容。將磁化水處理器與灌溉系統的輸水管路連接，并實現與水肥一體化系統的組合配套，即完成該套設備的安裝使用。

本項技術的核心技術，即磁化水處理器的磁場結構，采用優化全磁場設計，較國外同類產品的面磁場設計和現行國內同類產品的線磁場設計，具有磁化效率更高、節約磁體材料、設備成本低廉等優點，其外部接口設計更便于與灌溉管路的連接，使用便捷。

四、適宜區域（技術適宜推廣的應用區域）

適宜全省各地設施灌溉農業和林果業、食用菌養殖、苗圃、農業無土化栽培、農業退化土壤、鹽堿地和重金屬污染土壤生態修復。山東豐碩環?？萍加邢薰緦I生產