一、技术名称
磁化水灌溉技术在提质增效节约型农业生产及退化土壤生态修复中的应用
二、技术概述
（一）技术基本情况（技术研发推广背景，能够解决的主要问题等）
1、技术研发背景
磁化水灌溉技术是当今磁生物物理领域重要的应用技术，在农业生产中具有增产、提质、节水、节肥、节药等方面的显著作用，在退化土壤生态修复中具有促进盐渍化土壤脱盐改良盐碱地、修复重金属污染土壤和农业过量施肥施药导致的退化土壤。
磁化水处理技术的作用原理是，灌溉水经过特定磁场时，水分子之间的氢键弱化，分子多聚态水转化寡聚态水，水的活性增强，从而大幅度提高了土壤矿物的溶解度和大分子物质的水解能力，土壤中离子饱和度提高，离子运移速率加快，养分有效性提高。
本项技术源于2011年承担的国家引进国际先进林业科学技术计划（948项目）（2011-4-60）“高矿化度地下水磁化脱盐技术引进及其在林业灌溉中的应用”，2016年顺利验收并获得国家林业局认定成果。2017年承担山东省农业重大应用技术创新计划（鲁财农指〔2016〕36号）“磁化水灌溉技术在农业节肥节水及面源污染防治中的应用研究与示范”项目，目前各项研究内容也已完成，正在准备验收。2016年受聘新疆人社厅高层次人才引进工程柔性人才引进专家，与伊犁哈萨克自治州林业科学研究院合作开展伊犁河谷盐碱地果园土壤改良和高产优质生产磁化水灌溉技术的推广，目前这项工作已经基本完成，正在准备考核验收。通过上述3个项目的实施，课题组在消化吸收国外先进技术的基础上，获得了一批专利授权，研发了一系列具有自主知识产权的磁化水处理器，并形成了批量生产能力。
2、磁化水灌溉技术的应用领域及解决的主要问题
（1）改善土壤生态环境，修复退化土壤。应用磁化水灌溉，能显著改善土壤微生物群落结构，提高土壤功能酶活性，从而促进土壤养分循环，提高土壤养分有效性。在农业生产中实施磁化水灌溉，能有效释放土壤中过量鏊合养分，促进残留农药降解，修复过量施用农药化肥导致的退化土壤；盐渍化土壤实施磁化水灌溉，能有效促进土壤盐分淋溶，加快盐碱地改良进程，节约灌溉淡水；在重金属污染土壤修复中实施磁化水灌溉，能有效促进重金属离子的深层土壤淋溶，促进修复植物对重金属的富集，从而加快重金属污染土壤的修复进程。
（2）促进作物生长，提高产量和品质。应用磁化水灌溉后，作物生长量提高，产量和品质提高。国外在甘蓝、白菜、萝卜、花生、小麦、水稻等多种作物应用磁化水灌溉后，增产幅度达12%~50%，矿质营养含量大幅度提高；项目申请人在寿光设施蔬菜中应用磁化水灌溉，黄瓜、辣椒、茄子等增产幅度达10%~45%；果实类蔬菜及冬枣、葡萄等可溶性糖、VC、有机酸、花青素等含量明显提高，冬枣和葡萄耐贮性大幅度提高。
（3）改善植物生理活性。项目申请人应用磁化水灌溉多种植物，叶绿素含量明显提高，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，植物矿质营养吸收和运转速率提高。
（4）提高植物抗逆性。应用磁化水灌溉，植物生长势和抗病力提高，发病率显著降低；在盐分胁迫和重金属胁迫条件下，应用磁化水灌溉，能有效改善植物体内的离子平衡，避免单一离子过量吸收产生的毒害；能够有效改善细胞膜质子泵活性，提高细胞对离子的吸收和外排能力，防止细胞膜损伤导致的电解质外渗，从而大幅度提高植物对盐分和重金属胁迫的抗逆能力。
（二）技术示范推广情况（推荐技术在小范围示范展示还是已经实现较大范围推广应用）
通过承担国家林业局国家引进国际先进林业科学技术计划、山东省财政厅农业重大应用技术创新计划项目和新疆高层次人才引进工程项目，磁化水灌溉技术先后在东营市河口区（盐碱地改良）、滨州市沾化区（盐碱地冬枣园土壤改良和高产优质生产）、寿光市（设施蔬菜高产优质生产）、伊犁哈萨克自治州（伊犁河谷盐碱地果园土壤改良和高产优质生产）、泰安市（山东农业大学）等地开展了大田和实验室试验研究，并在山东（临沂市兰山蔬菜、郯城县水稻、日照市东港区茶园、青岛市黄岛区无花果、滨州市无棣县渤海粮仓工程）、河北（唐山曹妃甸盐碱地改良）、江苏（南京市句容市薄壳山核桃）等地进行了示范和推广应用，累计试验示范和推广面积4000亩，收到了良好的效果。
（三）提质增效情况（指技术试验、示范或推广过程中节约成本、提升品质、增加效益等情况）
国外研究表明，应用磁化水灌溉技术，主要农作物和蔬菜增产增产幅度达12%~50%，矿质营养含量大幅度提高；项目申请人在寿光设施蔬菜中应用磁化水灌溉，黄瓜、辣椒、茄子等增产幅度达10%~45%；果实类蔬菜及冬枣、葡萄等可溶性糖、VC、有机酸、花青素等含量明显提高，冬枣和葡萄耐贮性大幅度提高。项目申请人研究表明，应用磁化水灌溉，土壤N、P、K等主要养分利用率提高15%以上，节约化肥施用量12%，节约灌溉用水10%以上，土壤生态系统显著改善；主要作物（蔬菜、林果）产量提高15%以上，单位面积综合经济效益提高20%以上，可溶性糖、有机酸、VC、花青素及主要大量和微量元素含量提高5%~35%，果品耐贮性明显提高；作物生长势和抗病力显著提高。
（四）技术获奖情况（以该技术为核心的科技成果获得科技奖励等情况）
“灌溉用高矿化度地下水磁化脱盐技术引进”获得国家林业局认定成果（2011-4-60，2016.06.18）。
三、技术要点（核心技术及其配套技术主要内容）
磁化水处理器的磁场结构设计及整体系统设计，是本项技术的核心内容。将磁化水处理器与灌溉系统的输水管路连接，并实现与水肥一体化系统的组合配套，即完成该套设备的安装使用。
本项技术的核心技术，即磁化水处理器的磁场结构，采用优化全磁场设计，较国外同类产品的面磁场设计和现行国内同类产品的线磁场设计，具有磁化效率更高、节约磁体材料、设备成本低廉等优点，其外部接口设计更便于与灌溉管路的连接，使用便捷。
四、适宜区域（技术适宜推广的应用区域）
适宜全省各地设施灌溉农业和林果业、食用菌养殖、苗圃、农业无土化栽培、农业退化土壤、盐碱地和重金属污染土壤生态修复。
五、注意事项（技术推广应用过程中需特别注意的环节）
本项技术不建议在非设施灌溉农林业生产中应用。
六、依托单位（包括单位名称、联系地址、邮政编码、联系人、联系电话、电子信箱等）
依托单位：山东农业大学
通讯地址：泰安市岱宗大街61号
邮政编码：271018
联系人：王华田
联系电话：05388242986,13605386331
电子邮箱：wanght@sdau.edu.cn