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            前   言

目前，为建设新农村和新的农业生产方式，是各级政府的首要大事。提高农业科学种养，以现代工业手段代替传统生产方式是提高农业附加值的关键。我国是农业大国，由于耕作、收获、储运技术的滞后，有25-30%的农作物损失。美国农业总投入的30％用于采前，70％用于采后。意大利、荷兰农产品保鲜产业化率为60％，日本大于70％。产后产值与采收时自然产值比，美国为3.7：1，日本为2.2：l，而我国仅为0.38：1，农副产品几乎是以原始状态投放市场。

上世纪七十年代开始，世界风行磁化水灌溉新技术，在日本、前苏联、美国等国家取得重大成果。磁化水浇灌可增强土壤中某些离子的活性，使有机质加速分解，便于植物吸收利用，促进生长植物。我国也曾在上个世纪70年代用磁化器处理农作物、蔬菜种子，取得很大成果。传统的磁化法是采用锶铁氧体永久磁铁，体积庞大、磁能积储量小、随温度和时间退磁等方面应用不便，阻碍了这个技术的应用和发展。

水是农作物生长最重要的条件之一。水质的优劣直接影响农作物的生长。本世纪开始，为了促进新农业的发展，北京地区开始试行钠离子交换器和电解处理的纯净水灌溉。纯净水浇灌的目的，是为了滤除水中的有机物和钙镁离子，避免在植物输送营养物质的毛细管孔中结晶堵塞，促进农作物的有效吸收。但是，在生产成本方面高于农家肥、有机肥、化学肥料和水的综合成本。

高频电磁场（HFEF）回旋加速器技术是随电子技术的进步而发展起来的高新技术，目前应用在工业水处理、原油输送降凝防腊等重要工业领域。高频电磁场（HFEF）回旋加速器水处理技术改变了传统的水处理工艺和方式，它利用现代物理技术改变水分子的结构，为现代农业的用水奠定了基础，为农业生产开拓出一条新的途径。

      磁化水对浸种、浇灌的应用

在磁场中，水分子被反复极化而与磁场共振，使水分子从原来的链状、团状大分子 （H₂O）_n解离成单个水分子，最后成为比较稳定的双水分子(H₂O)₂。双水分子活性很强，它对水的表面张力、密度、溶解力和渗透力、ＰＨ值等性质产生重大影响。以种子的浸种为例：种子发育需具有一定的催化条件。糖份是蛋白质最重要的物质，酶则是必不可少的催化剂。酶是一种生物催化剂，在一个活细胞里可以同时进行 1500 - 2000个化学反应。这些反应是构成新陈代谢的物质基础。磁化水容易渗透细胞膜壁，是生物系统物质交换的基础。以种子的浸种为例：生物细胞和蛋白质以及基因本性与水的特性有直接联系。水的结构和环境影响蛋白质的空间结构而又决定其生物功能。磁化水溶解力和渗透力的变化，导致对种子的生物活性和生物学效应产生重大变化。

磁化水能激活酶的活性，刺激生物、动物生长，抗病、防衰。根据文献资料，前苏联在对灌溉用水和种子进行磁处理后，甜菜的产量提高8%；谷类和蔬菜产量提高10-40%。豌豆、黄豆、红萝卜、西红柿、黄瓜、玉米等农作物，开花期和成熟期提前1-3天，产量提高10-40%。

上世纪七十年代国内在农牧渔业部组织下用磁化水对水稻浸种育苗。广东省用磁化水对水稻浸种育苗，50株秧苗的总量比对照的增重59%，根重为对照的2.2倍，平均根长为对照的1.4倍，平均株高是对照的1.5倍，茎较粗壮、根系发达，白根多，根粗且长。收获的稻米粒总粗蛋白含量对照的增加0.4%，成熟期提前3-5天。在早春出现的低温天气，秧苗死苗率为12.7%，对照的则为56.1%。总产量提高2-15%。北京地区用“北京十号”小麦进行磁化水灌溉，在小麦前期苗情过旺造成后期大面积倒伏，增产率仍达14%，千粒重增加2.3 -2.5g。淡海水养殖，鱼的胚胎提早两小时出膜，平均增重17%以上。在对种子浸种和灌溉用水进行处理后，甜菜的产量提高8%；谷类和蔬菜产量提高10-40%。豌豆、黄豆、红萝卜、西红柿、黄瓜、玉米等农作物，开花期和成熟期提前1-3天，产量提高10-40%。

北京丰台区对十几种蔬菜做了浸种和浇灌的试验和测定。西红柿、元白菜、小葱、黄瓜的含糖量分别增加25%、20%、33%和15.4%，西红柿、萝卜口感变甜。北京地区用“北京十号”小麦进行磁化水灌溉，在小麦前期苗情过旺造成后期大面积倒伏，增产率仍达14-26%，千粒重增加2.3-2.5g。辽宁省对“东方红3”冬小麦进行的磁化水灌溉试验亩产734斤，对照区亩产611斤，约增产20%。“黑龙江41”大豆增产28%，食用甜菜增产20%，洋葱增产29%，棉花的收获提高250-350Kg/公顷。使用磁化水不但可以提高产量带来巨大的收益，而且可以明显降低肥料的消耗。

磁处理伴生电化学反应。微量新生态的活性氧（包括H₂O₂、单线态氧O₂、超氧阴离子自由基O^2-等）的浓度发生了显著变化，产生大量的过氧化氢(H₂O₂)。磁化水应用于淡、海水养殖，能有效的杀灭水中各种菌类，防治养殖生物的各种常见病、多发病。促进幼虫健康发育，鱼的胚胎提早出膜，平均增重17% 以上。提高单位水体出苗率50％，成品产量提高２倍。使用磁化水喂养雏鸡，存活量明显提高，平均日净重提高5%,产蛋率提高10.25%。磁化水养猪，每天净重比对照猪增加0.4斤，增重率比对照猪高52%。

     磁化水对盐碱化土壤改造的作用 

水是一种溶解能力很强的物质，它溶解大气、地表、地下岩石和土壤中的物质，形成三类杂质：悬浮物、胶体和溶解物质。溶解物质含量最多的是钙离子（Ca²⁺）、镁离子（Mg²⁺）和钠离子（Na⁺），水的硬度表示为钙离子和镁离子的含量之和。钙离子、镁离子是结晶的两种主要盐类。盐碱化土壤中地表水和浅层地表水中所含有的盐类会在植物中沉淀，导致细胞之间的循环发生阻滞，硬度盐在土壤、植物毛细管中沉淀，使水不能在其中渗透，农作物无法成长。土壤改良是提高农业品质最重要的任务。

磁化水可加速土壤脱盐，节省土壤冲洗水量。使用磁化水灌溉，特别是盐碱化土地的冲洗，与普通水相比，冲掉的盐多18-32%，提高初始过滤速度20-30%，促进土壤表层团块组分的改善，活性磷酸盐含量增加，提高了表层的固氮能力，改善土壤结构。

用磁化水冲洗盐碱地脱盐，平均排盐系数为6.17kg/m³,普通水为2.90 kg/m³,可节约28%的用水量。磁化水浇灌冲洗会使盐类移动向土壤深处，改变了土壤改良剂停止后地下水重新使土壤盐碱化的现象。

在滨海盐碱土进行的磁化水处理水稻种子，发芽率比对照的增加2.2-11.2%，出芽率提高18-34%，秧苗质量显著提高，磁化水灌溉滨海盐碱地水稻，分蘖高峰可提前3-6天，早抽穗，早成熟，结实率及千粒重提高，平均增产13%，最高达21%。

从上个世纪70年代末开始，北京园林局东北郊苗圃用磁化水进行了多年的土壤治理试验，结果表明，磁化水在治理盐碱土壤方面有奇效。长期浇灌磁化水的土地盐分逐年减少，直接观察就可以看到，地表返盐的现象逐年减轻。水质化验分析表明，磁化水可使pH值稍偏高，但全盐含量能降至0.02％左右。

      农作物种子的辐照处理 

农作物种子的物理处理是国内外专家一致认为增产、防病、缩短生产周期的有效途径，如太空育种，即是改变种子在失重、磁场、各种射线等环境下实现的科学成果。

自然界中所存在的任何一种物质形态都有自己的平衡方式和固定模式，可以采用某种实验或方法改变它们的自然规律，诱导和转变为另一种存在状态或物质。

太空育种是一种在改变环境的条件下，对种子进行的一种诱导和变异现象。根据报道，在“神舟四号”进行的实验，“联姻”的两种细胞是：烟草（黄花品种）的叶肉细胞与烟草（革新一号）的叶肉细胞。把它们同时放在一种实验液体中，通过电融合方法，使两者“联姻”产生新的细胞。这两种烟草细胞在太空微重力环境下经过了6天零18小时。结果显示，成功率为18.8%，成活率为53.6%，而地面对比实验“联姻”成功仅1.6%，成活率只有38%。国内经过太空处理种子所培育的西红柿#1、#2、#3，单果重650g，亩产6000-10000Kg，维生素C及其他营养成分增加。

但是，太空育种的发展并不意味着它将取代传统农业育种。传统农业育种一般需要八、九年，是太空育种的两倍，但传统育种的定向性好，而太空育种是没有规律的，只能从它的后代中进行筛选。”

高频电磁场（HFEF）回旋加速器技术是一个频率为n兆赫，输出功率可以达到几千伏特的交变电磁场，在固定的电极间形成一定强度的的能量流动，可以根据需要来调整它的各种参数，模拟一个除失重以外的外部环境，进行种子的定向处理。

（以上所采用的数据来之《磁化水及其应用》·谢绮芬·北京科学技术出版社·1983.10月第一版）

 磁化水的机理与制备

水和水系统是自然界中大量存在的物质，它是一种最难研究的对象。水系统属于开放系统，它与外部介质既交换能量，也交换物质。它的性质取决于它存在的环境，并随外部环境产生改变。

学者在研究磁化学时，发现物质结构中有普遍的磁力键存在。他们认为，磁力键是指物质组成的粒子（如电子、原子等）所产生磁N极和磁S极波间的强烈吸引作用。物质分子中由于存在磁力键，外加磁场对物质的磁力键便会产生极大地影响。所有的化学质点都可看作是小磁体或数个小磁体构成较大的磁体，磁体之间相互以磁力键结合，从而产生化学反应。磁力键的方向、强度或剩余键力的多寡，又决定化学反应的过程和结果，决定了化学反应的多样性。物质分子中由于存在磁力键，外加磁场对物质的磁力键便会产生极大的影响。物质分子的电子运动状态的变化取决于氢键的断裂，某一特定的磁化目的对应于一特定的磁场，造成氢键的弯曲或局部断裂的力矩取决于外加电磁场的频率、幅度和强度。

水的基本化学式为H₂O，在水分子的结构中，O—H的键长为0.096nm，H—H键长为0.154nm，H—O—H的夹键角为104.4°，两个氢原子核排列成以氧原子核为顶的等腰三角形，从而使氧的一端带负电荷，氢的一端带正电荷，因此水分子是一个极性很强的分子，即氧的一端为负极，氢的一端为正极。每一个水分子都可以把自己的两个氢核与其他两个水分子共有，而同时氧的两对弧对电子又可以接受第三个、第四个氢核，使这五个水分子之间形成四个氢键，其中每一个外围分子又再与另外的分子继续生成氢键。这就是水分子的缔合现象。所以水是单个分子H₂O和(H₂O)_n的混合物，(H₂O)_n称为水分子的积聚体或大分子团。

在室温下水的大分子团约有30～40个水分子组成，它是一种动态的缔合，其稳定存在时间约10～12S。其分子团的大小受温度、离子浓度、外界声波、红外线及磁场等因素的影响而变化。水分子是极性分子，对它施加一个磁场或电场时，水分子将定向地按正负极的顺序排列，像铁粉在磁场作用下一样，各双极子的正端取向磁场或静电场的阴极，双极子的负端取向磁场或静电场的阳极，按正负顺序整齐排列，使各种成分及各种有机分子的运动形式及结构都呈现一种有序的、规则的运动状态。水的大分子团(H₂O)_n被分解成单个水分子，其溶解力和渗透力的变化，使其容易渗透细胞膜壁，导致对植物的生物活性和生物学效应产生重大变化。

磁化水法是采用锶铁氧体永久磁铁或电磁铁，按一定形式排列形成磁回路，水以一定流速通过磁场时，垂直切割磁力线，产生感应电流、水分子和杂质离子受到洛伦兹力的作用被极化，极性增强，从而改变了这些分子或离子的外层电子云分布，导致原有的较长的水缔合分子链（一般为13－17个水分子），断裂为较短的缔合分子链和带电离子的变形，破坏了离子间的静电吸引，改变了钙离子（Ca²⁺）、镁离子（Mg²⁺）和钠离子（Na⁺）结晶的构造条件。

传统的磁场的建立的基本方式是永磁体，当流体以一定流速通过磁场时，垂直切割磁力线，产生感应电流。为保证较强的磁场强度，必须有较小的过流间隙。这就使设备的过流截面较小。为达到处理大流量的需要保证大过流截面，设备极为庞大，应用不便。

磁场和电场一样具有能量，这可以从磁场推动运动电荷或载流导体作功表现出来，所以把磁场中的储能称之为磁场能量。永磁磁化器磁化法和高压静电场是一个单一的磁场或电场，水是氢氧化合物，不同地区的水质由于成分不同，对磁处理的反应差异很大，有的对磁场的敏感性很弱，有的则十分明显。这说明单一磁场或电场所具有的局限性。

高频电磁场(HFEF)回旋加速器对分子的作用不同于单一磁场或电场的作用，它集电场、磁场效应于一体，通过交变电磁场的能量流动，对流过高频电磁场的各种物质的离子起综合作用，它的频率和磁场强度可以调节，输出力矩更大，其作用机理更复杂。这是高频电磁场(HFEF)回旋加速器技术与永磁材料或高压静电场的根本区别。   

在高频电磁场(HFEF) 回旋加速器通过对物质分子的电子运动状态的作用下，水分子作为偶极子随外加交变电磁场共振。这种共振效应的结果，造成氢键的弯曲或局部断裂，使分子运动加强解离成单个水分子，改变了水与水中离子、微晶间的水合状态，水的活化性得到极大提高。

           高频电磁场(HFEF)回旋加速器水处理设备

 高频电磁场(HFEF)回旋加速器水处理设备由两大部分组成：即“高频发生器”和“水处理器”。高频发生器是利用电子管或晶体管的振荡原理，发生高频电能。水处理器由同轴的尼龙电极组成。金属管为外电极，尼龙电极为内电极，此两电极和高频发生器的两极相连，从而在尼龙电极和金属管间形成高频电磁场。水流过金属与尼龙管之间的空间，受高频电磁场的作用而得到处理。

 农业应用的高频电磁场(HFEF)回旋加速器水处理设备不但应考虑农业生产的环境，而且应考虑我国农业基本存在的个体经济、小农业排灌等具体条件，采取一体化、小型化、节电措施等设计因素。

高频电磁场(HFEF)回旋加速器水处理技术无疑是农业增产增收的有效手段，高频电磁场(HFEF)回旋加速器消耗功率100W，每小时处理10吨水，每吨水约合0.05元人民币。它的投入和运行成本很低，明显降低肥料的消耗，改善土壤结构，不含任何化学污染，有利于推进绿色农业的进展，高频电磁场(HFEF)回旋加速器水处理技术的推广和普及应用，将引发一场农业耕作方式的改革。