活化水灌溉在农业生产中的应用研究进展

安立新

(铁岭昊天工程监理咨询有限公司，辽宁 铁岭 112003)

伴随着农业技术的不断发展和进步，为了满足农业发展需求，要积极构建更加合理且高效的技术整合体系，利用活化水灌溉处理机制维护农业生产水平，为经济效益、社会效益的和谐统一奠定基础。

1 研究活化水灌溉的意义

我国经济发展体系中，水资源的匮乏是影响农业发展进程的关键因素，要秉持用水安全原则、土地安全原则，积极整合新型灌溉技术体系，从而降低水资源时空分配不均产生的负面影响[1]。针对活化水的研究要追溯到20世纪，将其应用在农业生产体系中，不仅能对土壤环境予以改良，还能促进作物生长和微生物吸收，加之技术无毒无害且污染物残留较低，满足生态环保的基本要求，具有重要的推广价值。基于此，全面研究活化水灌溉具有重要的实践意义。

2 活化水概述

2.1 内涵和常见技术

在农业生产中，要借助物理技术完成活化水的制备工作，能在改变水分子结构的同时，对水环境予以改良，有效形成特定的小分子团水模式，能大大提升包括溶解度、反应速率等在内的水活性，从而形成具有一定应用价值的活化水。活化水最大的特性就是能助力植物的生长发育，并且能改良土壤的环境，这对于间接提升农作物水肥吸收效率具有重要的意义[2]。

目前，较为常见的活化水技术包括磁化技术、去电子处理技术、增氧技术等，其被广泛应用在农业生产中，并发挥相应技术作用，维护农业生产效率和质量。

2.2 理化性质

2.2.1 磁化水

活化水最大的特点就是借助永久磁铁和电磁铁共同搭建的固定磁场环境能形成一定的流速，沿着与磁力线呈90°的方向通过能对其物理性质予以改良，此时的活化水就具备了磁化性质[3]。在磁化处理后，水分子的平均间距会随之增大，这就使一部分氢键的约束力降低，或者是直接断裂，造成缔合水分子簇减小，使水体中自由单体水分子数量逐渐增多，且二聚体水分子数量也会增多。

磁场作用在逐渐优化后，水分子的渗透性和流动性也会随之增强，具有磁化性质的水分子更容易进入到土壤内部。相关研究学者指出，利用500G场强进行磁化处理后的水，表观接触角会大大降低，从117°±1.3°降低到105°±0.4°，且整体的线性递减趋势非常明显。

2.2.2 增氧水

借助物理增氧技术或者是化学增氧技术，都能提升水溶解氧的能力，形成增氧水。相关研究学者对增氧水的研究主要集中在水分和农作物产量方面的关系，得出的结论是，不同的增氧方式会对春小麦生长和具体产量产生差异化的作用，但采取过氧化氢溶液完成增氧处理的增氧水在浇灌中会对产量和质量形成负面作用。微咸水是应用增氧泵进行溶解氧处理，此时能大大提升产量。

2.2.3 去电子水

借助电子器对水资源进行处理，得到的水仅仅剩余正离子和正电荷，在同性电荷相互排斥作用下，能更好地实现水盐分离，这对于改善水活性具有重要意义。去电子水能有效对劣质灌溉水高盐度予以中和，减少不利作用，提升植株生长的效果。

综上所述，农业生产过程中利用活化水技术进行综合处理，能有效优化水分子的理化性质，要结合进一步的试验分析和验证论证才能更好地发挥活化水的灌溉效能。

3 活化水灌溉在农业生产中的应用研究

3.1 案例

3.1.1 基本情况

本文以某试验区为例，地区的气候条件属于暖温带半湿润类大陆季风气候，年平均气温为9.1℃，年均降水量为578.6mm，且主要的降水集中在7—9月，主要的农作物是冬小麦和夏玉米。当地研究院对多种因素和环境条件进行了分析和研究，确定采取活化水灌溉试验方案，利用人工模拟干旱环境的智能温室完成匹配试验分析，温室中匹配补光措施、外遮阳装置以及通风装置等，在合理调控温度参数和环境参数的基础上，系统研究活化水对农业灌溉产生的影响[5]。试验期间具体参数为光照时间07∶00—19∶00；光照强度699Cd；室内温度设置为白天25℃，夜间20℃；室内相对湿度为70%。在基础设置工作完成后，结合实际应用试验要求和规范落实具体试验规划。

3.1.2 具体试验设计

3.1.2.1 试验区耕作管理试验

利用田间定位试验，针对的研究对象是一年一熟的冬小麦，采取行播种植的方法，行距控制在30cm，播种时间是2019年9月15日，收获时间是2020年6月13日。对应试验设计内容中，采取的是随机区组的设计方案，每个设计区块的面积均为5m×7m，共计20个。利用高度10cm的田埂将试验区域和周围临近小区予以隔离处理。为了保证试验数据的代表性和可行性，要进行相应的重复试验，对应的NP和NPB试验要重复4次，其它对应的试验则重复3次即可。为了维持试验处理的合理性和规范性，试验区域利用地膜进行辅助管理，具体的尺寸为厚度0.015mm，宽度60cm，材质是聚乙烯薄膜，实际试验设计见表1。

3.1.2.2 水培试验

为了更好地证明活化水灌溉的实效性，利用水培试验处理模式落实具体试验内容。主要的研究对象是水培小麦，设置4种基础试验环境，分别为普通水、磁化水、增氧水、磁化水配合增氧水，利用气泡石加气的方式作为辅助条件，但是由于增氧水单独设置气泡石加气产生抵消的效果，所以设置了加气和不加气的4个基础试验内容，每个试验要设置4次重复试验，结合温室情况随机完成，并有效交换相应的位置。具体数据见表2。

3.1.3 配制营养液

在进行水培试验处理的过程中，利用不同溶剂的营养液，结合对照处理用水蒸馏水。磁化水应用的是经过磁化处理的蒸馏水，增氧水应用的是经过增氧处理的蒸馏水，磁化配合增氧应用的是先经过磁化后增氧处理的蒸馏水。如，磁化水处理过程，利用3000GS的磁场强度对蒸馏水予以强度循环处理。主要是将磁场强度分布均匀的定制磁环设置在蠕动泵的进水管中，蠕动泵的实际转速为400r·min-1，磁化时间设置为15L水磁化20min。需要注意的是，具体的磁化时间要结合水的具体含量酌情控制。

3.1.4 种植管理

选取的小麦品种为“小偃22号”，小麦品种本身具有高产且抗倒伏的特征。在栽培工作开始前要集中选择籽粒较为饱满的种子，并且借助质量分数为10%的过氧化氢对种子表面予以处理，处理时间为30min，能有效避免种子出现霉腐问题。在集中消毒工作结束后，要利用饱和的硫酸钙溶液对其进行二次处理，浸泡4h后转移。将种子放置在铺有纱布的盒子里，并在表面撒水维持纱布的湿润，维持水分后确保种子能顺利萌发，形成有氧呼吸。与此同时，要在盒子上覆盖黑色的塑料薄膜，不仅能保温还能有效遮光。盒子要放置在25℃的环境中催芽处理，小麦生出胚根后转移到恒温箱中培养3～4d。要集中选择长势较为均匀的小麦幼苗，定植在泡沫漂浮板上，种植过程中，每隔4d进行1次营养液的更换，并观察和记录相应数据，针对出现的病虫害问题要及时处理，整个种植周期为30d。

3.1.5 结论

经过一段时间观察后，发现磁化配合增氧水，且加气状态的区块种植产量最高，其次是加气增氧水、加气磁化水、不加气增氧水、普通蒸馏水。说明活化水的灌溉效果较好，且能在提升种植质量的同时优化种植产量。

4 活化水对农业灌溉的影响

依据试验和国内外相关研究内容可知，活化水对于农作物生长具有一定的辅助作用，能在打造良好生长环境的基础上更好地优化土壤环境，辅助植株更好地吸收养分，并且优化植株新陈代谢。

4.1 对土壤的理化性质产生影响

近几年，土地退化现象越来越突出，其中土壤盐渍化是较为突出的问题，尤其是在一些干旱半干旱区域。深层土水分蒸发盐分逐渐累积，对后续种植工作会产生较大的影响，不仅是因为人为灌溉，还因为不规范的农业耕作处理。基于此，合理应用活化水灌溉势在必行。

4.2 对作物生长产生影响

对于植株而言，水分具有非常重要的作用，不仅能有效辅助植株生长，还是植物开展新陈代谢、营养运输的重要通道。利用活化水处理机制能有效改善水的理化性质，从而进一步辅助植株开展新陈代谢。如，活化水在适当处理后会降低缔合度，更加便于水分穿过植株体细胞膜，提高营养物摄取的效果。活化水能促进作物种子萌发，加之磁处理技术较为便捷，且对植物伤害小，能在优化萌发率的基础上为植株创设良好的生长环境，在提高幼苗萌发率的同时能大大提高作物产量。活化水能有效优化作物根系生长环境，根系是植株生长的关键器官，也是吸收营养物质的关键，利用活化水能提高根系的活性，使农作物的生长效果更好。如，部分研究者利用磁化水进行农业灌溉，低频磁场环境中洋葱根系相较于普通环境生长状态更加稳定。主要是因为磁场使根系的细胞分裂指数直线上升，促进植株根部和胚轴生长发育。

5 结束语

针对活化水的研究在不断深入和发展，活化水不仅能有效提升土壤运送养分的能力，还能减少不良环境因素对种植植株产生的负面作用，对部分作物特性有良好的改善功效。尽管一些机理和影响程度需要进一步验证，但依旧不影响其在实践种植中发挥的具体效力，因此要整合活化水技术方案，促进农业可持续健康发展。