灌溉水磁化技術(shù)研發(fā)及在土壤修復(fù)與林果菜生產(chǎn)中的應(yīng)用

主要完成人：王華田，王延平，孔令剛，劉秀梅，馬風(fēng)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(nóng)業(yè)大學(xué)，泰安市泰山林業(yè)科學(xué)研究院，萊蕪恒銳農(nóng)林科技有限公司，壽光市農(nóng)業(yè)技術(shù)中心，山東豐碩環(huán)保科技有限公司

1、項目基本概況

針對黃河流域等區(qū)域內(nèi)農(nóng)林業(yè)土壤鹽漬化、重金屬污染和設(shè)施土壤質(zhì)量下降等問題，項目耦合分析灌溉水磁化對土壤物理結(jié)構(gòu)、化學(xué)和生物學(xué)特性與植物生長發(fā)育、生理生化特性及產(chǎn)量和品質(zhì)特性的影響，闡明灌溉水磁化處理對土壤生態(tài)修復(fù)和林果菜產(chǎn)量品質(zhì)的作用效果和機制，創(chuàng)制灌溉水磁化處理技術(shù)，實現(xiàn)土壤生態(tài)修復(fù)和林果菜高效優(yōu)質(zhì)栽培。依托項目研究研發(fā)出PP（林果菜高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)）和DS（退化土壤生態(tài)修復(fù)）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(quán)發(fā)明專利5項，實用新型專利14項，獲得計算機軟件著作權(quán)5個，制訂企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)1項。發(fā)表論文29篇，出版專著1部。

2、項目創(chuàng)新之處

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

經(jīng)性能比較測試，以往磁化水處理器磁場過強，不適合用于農(nóng)林業(yè)灌溉水磁化。本項目研發(fā)的磁化處理器，研發(fā)的新型農(nóng)業(yè)磁化水器采用的是內(nèi)置式全磁場螺旋式磁場結(jié)構(gòu)，有效實現(xiàn)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(dá)10-15年，成本下降300%。

創(chuàng)新點2：集成創(chuàng)制了灌溉水磁化技術(shù)在土壤脫鹽和果蔬優(yōu)質(zhì)高效栽培中的應(yīng)用體系。該技術(shù)體系涵蓋了磁化器的選擇與安裝、磁化水灌溉技術(shù)在修復(fù)鹽漬化土壤、微咸水開發(fā)利用、設(shè)施農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)灌溉中應(yīng)用的技術(shù)要求。

創(chuàng)新點3：闡明了灌溉水磁化處理技術(shù)修復(fù)鹽堿地和重金屬污染土壤、改良土壤質(zhì)量的機理。

（1）磁化水灌溉顯著降低土壤鹽分含量，促進(jìn)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(qū)低下微咸水利用新途徑。

（2）磁化水灌溉顯著促進(jìn)重金屬離子向植物體的富集，加快重金屬污染土壤的生態(tài)修復(fù)進(jìn)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(shè)施農(nóng)業(yè)土壤質(zhì)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(chuàng)新點4：揭示了灌溉水磁化處理技術(shù)提升設(shè)施林果菜產(chǎn)量和品質(zhì)的機制。

（1）磁化灌溉顯著促進(jìn)設(shè)施果蔬的果實發(fā)育，提高產(chǎn)量和品質(zhì)。

（2）磁化水處理能夠有效調(diào)控和改善逆境脅迫下植物的礦質(zhì)營養(yǎng)和有機營養(yǎng)，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(yīng)用情況及經(jīng)濟社會效益。

項目相關(guān)技術(shù)成果在山東、河北、吉林、黑龍江、新疆等省區(qū)及西非洲共同體成員國推廣應(yīng)用5萬余畝，經(jīng)濟、生態(tài)和社會效益顯著。按照本技術(shù)在試驗點的測試數(shù)據(jù)，技術(shù)應(yīng)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(yīng)用3.0%~4.5%的微咸水進(jìn)行磁化處理后灌溉，每畝可年節(jié)約灌溉淡水40立方米，磁化灌溉具有極大的節(jié)水潛能。磁化灌溉技術(shù)應(yīng)用后果園產(chǎn)量平均提升12%，每畝增收約240元。