磁化水及在農(nóng)業(yè)上應(yīng)用的磁化機(jī)理分析

1、磁化水及在農(nóng)業(yè)上應(yīng)用的磁化機(jī)理分析楊曉紅（ 金華職業(yè)技術(shù)學(xué)院生物工程學(xué)院 ，浙江金華 321007）摘 要 ： 分析了磁化水的磁化機(jī)理，闡述了磁化水的性質(zhì)、 磁化水在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用， 并探討了磁化水在各個領(lǐng)域中的運(yùn)用。引言磁化水是指將普通水靜置于磁場或以一定的流速垂直地經(jīng)過磁場的水， 前者稱為靜態(tài)磁 化水，后者稱為動態(tài)磁化水。在磁處理時，有恒定磁場、交變磁場和脈動磁場之分，因此磁 化水又分靜態(tài)磁化水、 一次磁化水、 二次磁化水等。水本身是一種極其復(fù)雜的液體，含有大量的雜質(zhì)，這些雜質(zhì)可分為五大類：（1） 電介質(zhì)，即在水中呈離子狀態(tài)的物質(zhì) ，它包括可溶性的無機(jī)物，有機(jī)物以及帶電的膠體離子等，其中，

2、陽離子有等 ，陰離子有 等；帶電的膠體粒子有鐵、 硅、 鋁 的化合物及有機(jī)膠體化合物等。（）有機(jī)物，如有機(jī)酸，有機(jī)金屬化合物等，這類物質(zhì)體積龐大，常以陰性或中性狀存在。（）顆粒物質(zhì)，包括泥沙、塵埃、有機(jī)物、微生物及膠體粒子。 （）細(xì)菌、微生物，包括浮游生物和藻類等。（）溶解的氣體，包括 N 2 、O 2 、C1 2 、H 2 S 、CO, CH4 等。 （）但是，無論什么的水質(zhì)，里面都帶有電荷，經(jīng)磁處理之后，由于受洛倫茲力的作用， 其結(jié)構(gòu)狀態(tài)發(fā)生了變化， 水的物理和化學(xué)性質(zhì)隨之也發(fā)生了諸多的變化。 那么， 經(jīng)磁場磁化 后水的結(jié)構(gòu)發(fā)生了什么變化呢？其磁化機(jī)理是什么？ 磁化水的特性在一切生物物質(zhì)內(nèi)

3、部都存在荷電物質(zhì)和磁體，而地球本身就是一個很大的相對穩(wěn)定的 磁場， 一切生物的荷電物質(zhì)和磁體在地磁場的作用下，有規(guī)律地排列著，運(yùn)動著， 由此形成 了千變?nèi)f化的生命現(xiàn)象。 各種生物在漫長的進(jìn)化過程中， 其特性同地球所存在的電場、 磁場、 引力場有著密切的關(guān)系，一旦外界磁場強(qiáng)度發(fā)生變化，各種生物特性必然隨著而發(fā)生變化。在普通情況下，水是電介質(zhì)，是有極分子。在沒有電場時，每個水分子的正、負(fù)電荷的 “重心”并不重合， 存在不為零的偶極距，但由于水分子不斷作無規(guī)則的熱運(yùn)動， 各個水分 子的偶極距的方向雜亂無章，因此宏觀上不顯電性。同時，水也是磁介質(zhì)，每個水分子由于 電子圍繞原子作環(huán)繞運(yùn)動，因而產(chǎn)生了一個

4、分子電流（也叫環(huán)形電流）， 也就產(chǎn)生了分子電 流的分子磁距。在沒有外磁場時，各分子磁距的方向是雜亂的，大量分子的磁距相互抵消， 所以宏觀上分子電流呈紊亂分布而使水不顯磁性。 當(dāng)水分子受到磁場作用時， 分子磁距或多 或少地轉(zhuǎn)向磁場方向， 產(chǎn)生了磁化， 使分子電流出現(xiàn)規(guī)律性分布， 宏觀效果上產(chǎn)生磁化電流， 同時水分子及水中的雜質(zhì)離子（如等）便獲得磁能，使磁化水的電導(dǎo)率、滲透壓、 表面張力與粘度、溶解氧的含量、 PH 值、光學(xué)性能均發(fā)生變化，從而引起一系列的生物學(xué) 效應(yīng)。1.1 水的 PH 值、表面張力、介電常數(shù)的改變JoshiKanmat1966 采用永磁體做實驗，磁場方向平行于水流方向，研究了三

5、重蒸餾水 PH 值、表面張力、介電常數(shù)的改變。實驗發(fā)現(xiàn)：經(jīng)過磁處理后，水的PH 值升高，其改變與循環(huán)次數(shù)無關(guān)，但流速有一定影響。磁場強(qiáng)度越大， PH 值升高越多，磁場強(qiáng)度從 1900Gauss 升至 5700Gauss，顯示出飽和趨勢；表面張力也漸有飽和趨勢；介電常數(shù)升高， 磁場強(qiáng)度的變化對其影響不大。 作者同時聲稱這些改變是永久性的， 因為“即使在十天之后， 這些改變依然存在，沒有變化?！?.2 水的溶解度和含氧量的改變 普通水經(jīng)磁化處理之后，水中雜質(zhì)受到磁場的作用使其結(jié)晶聚狀態(tài)發(fā)生改變而影響水的結(jié)構(gòu)，從而使水分子鏈變短，水的粘度減小，比表面積增大，表面張力變小，活性提高， 滲透壓增大，溶解

6、度和含氧量增大。因此，水經(jīng)磁處理之后，增加了溶解度、電離度，流動 性及氧的含量。這些特性非常有利于給生物提供養(yǎng)料，有利于促進(jìn)生物新陳代謝。 磁化水的在農(nóng)業(yè)上的作用人類的歷史就是一部水革命不斷變革的歷史， 改變了水的結(jié)構(gòu)， 就意味著將改變整個世 界幾十年來， 國內(nèi)外的科研科學(xué)工作者經(jīng)過多年實驗研究， 把磁化水應(yīng)用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域內(nèi)， 取 得了顯著的效果，引起了人們的關(guān)注。2.1 磁化水浸種1） 磁化水浸種促進(jìn)種子萌發(fā) 近年來，國內(nèi)外許多單位嘗試了磁化水浸種、水培對植物的生理生化效應(yīng)的研究，發(fā)現(xiàn)磁化水浸種可以提高種子的發(fā)芽勢和發(fā)芽率。據(jù)文獻(xiàn)報道，番茄、大豆、水稻、小麥等作 物種子經(jīng)磁化水浸種后， 均表現(xiàn)

7、出促進(jìn)種子萌發(fā)的效應(yīng)。 如： 趙樹仁、高侃等用磁化水浸種 20h，處理 48h 后觀察磁化水對種子萌發(fā)的效應(yīng)，提高萌發(fā)率的速度最低為水稻萌發(fā)率提高 了 34% ，大豆萌發(fā)率提高了 73% ；薛毓華等報道，磁化水處理后的番茄種子發(fā)芽勢高、生 長速度快。用磁化水浸種使小麥種子的發(fā)芽勢、一級分蘗數(shù)、次生根數(shù)、株高、有效穗數(shù)和 千粒重分別提高了 12.2%、13.7%、70.3%、10.2%、17.1%和 4.3%，增產(chǎn) 6.0%24.4% ；但是， 經(jīng)磁化水處理的棉花種子， 發(fā)芽勢和發(fā)芽率均低于對照， 這說明磁化水對棉花種子的萌發(fā)具 有抑制效應(yīng)種子萌發(fā)時呼吸速率也受抑制， 抑制強(qiáng)度隨磁場強(qiáng)度的增加而

8、減弱可見， 磁化水 對不同種子萌發(fā)的效應(yīng)是不同的。） 磁化水浸種、水培促進(jìn)根系的生長、分化 磁化水浸種、水培時，對小麥、水稻次生根的分化有明顯的促進(jìn)效應(yīng)，根尖成熟區(qū)的 直徑明顯增大， 導(dǎo)管數(shù)量增多， 導(dǎo)管直徑增大從顯微照片看到， 處理組中柱鞘細(xì)胞形成兩個 側(cè)根原基， 細(xì)胞核較大， 細(xì)胞腔中充滿原生質(zhì)，正處在細(xì)胞分裂狀態(tài)， 但對照組中柱鞘細(xì)胞 仍處于靜止?fàn)顟B(tài)有人認(rèn)為磁效應(yīng)可以刺激根和胚軸的生長、 增加有絲分裂的頻率以及增加細(xì) 胞分裂指數(shù)，提高根尖區(qū) NAA 的含量，促進(jìn)根伸長區(qū)細(xì)胞體積增大這些變化有利于提高根 部吸收礦質(zhì)元素和水分的效率。2.2 磁化水灌溉磁化水澆灌的土壤較普通水澆灌的土壤疏松、

9、 不板結(jié)，對鹽堿地也有一定的改良作用！ 而且， 用磁化水澆灌的農(nóng)作物的根系比普通水澆灌的發(fā)達(dá)， 因而可以提高農(nóng)作物對水分、 礦 質(zhì)元素的吸收速率， 影響其生理生化過程的進(jìn)行， 進(jìn)而提高農(nóng)作物的產(chǎn)量例如在保加利亞使 用磁化水澆灌西紅柿，使每畝產(chǎn)量增加 800kg ，成熟期提前 1/3 ，西紅柿中的維生素和含糖 量增加；在華南農(nóng)學(xué)院用 0.085T 的磁化水灌溉番茄，大豆、黃瓜，結(jié)果使其產(chǎn)量分別增加 10%、40%和 0% 。江蘇省種的蘿卜用磁化水灌溉增產(chǎn) 30% 以上磁化水還可改進(jìn)某些作物的 品質(zhì)， 國家計量所用磁化水種植的水稻， 粗蛋白含量增加 1.2%賴氨酸含量提高 0.04%。 桂 林市用

10、磁水澆灌甘蔗，含糖量增加30%，增產(chǎn) 25%。計量院對在北京海淀區(qū)試驗的蘋果進(jìn)行了化驗，發(fā)現(xiàn)酸度有所降低，糖分有所增高，提高了質(zhì)量！2.3 磁化水養(yǎng)殖可以促進(jìn)生物的健康成長 水經(jīng)磁處理之后，增加了溶解度、電離度、流動性及氧的含量，這些特性有利于給生物 提供養(yǎng)料， 有利于促進(jìn)生物新陳代謝， 促進(jìn)生物的健康成長。 例如南京大學(xué)生物系等單位試 驗證明，用磁化水養(yǎng)魚可使魚產(chǎn)量增產(chǎn)14% 左右，同時經(jīng)測定，使用磁化水養(yǎng)魚，同使用增氧機(jī)的魚塘相比，可使魚體中載氧的血紅蛋白增加10% 20%，魚肉中所含的 17 種主要氨基酸未變，而蛋白質(zhì)和脂肪的含量有所增加，水分降低，提高了魚肉的營養(yǎng)成分。又據(jù)江 西南昌市

11、農(nóng)科所試驗，豬食用磁化水日增重提高8%，而且瘦肉增多，肉質(zhì)良好。 磁化機(jī)理的分析綜上所述，用磁化水進(jìn)行浸種、育苗、水培、田間淋灌、葉面噴施以及灌溉改土等，可 以促進(jìn)種子發(fā)芽、根系發(fā)達(dá)，增加農(nóng)作物對氮、磷、鉀肥及水的吸收能力，使作物早分蘗和 多分蘗，提高其抗寒、抗病和抗倒伏的能力，增加穗粒數(shù)和千粒重，提高果實的品質(zhì)，使農(nóng) 作物增產(chǎn)。 所以磁化水比普通水已在各個領(lǐng)域發(fā)揮了更大作用， 這充分說明水經(jīng)磁化處理后 已引起水的結(jié)構(gòu)改變， 導(dǎo)致部分物理化學(xué)性質(zhì)發(fā)生了變化。 通過實驗分析， 磁場對水作用的 機(jī)理主要是磁化處理會破壞水原來的結(jié)構(gòu)， 較大的締合水分子集團(tuán)變成較小的締合水分子集 團(tuán)，甚至是單個的水分

12、子，增大了水的活性。 其關(guān)鍵是磁處理中水的氫鍵被破壞， 磁處理過 程中水分子間的氫鍵是如何破壞的呢？3.1 水的氫鍵水的氫鍵是一種分子間的力， 不像化學(xué)鍵那樣牢固。 在液態(tài)水中， 它處于一種不停地斷 開、結(jié)合的動態(tài)平衡中在一定條件下， 水的氫鍵的動態(tài)平衡所需要的能量是由水分子的熱運(yùn)動所提供。 根據(jù) Burton 和 Daly 離子溶劑化的氫鍵理論模型，離子的溶劑化主要是由離子和極性溶劑分子間的氫鍵 作用。正、負(fù)離子通過水分子的氫鍵結(jié)合，如下式：3.2 氫鍵的破壞在磁場作用下， 大分子團(tuán)的水被磁場切割成雙分子 或單分子 由光譜學(xué)證明， 磁化后水分子的氫鍵由 減小到 即氫鍵被破壞，甚至被扭斷。其原

13、因有：首先， 水在磁場作用下， 磁場對水分子提供了一定的能量， 能量雖然很小， 但總還是給水分子的熱 運(yùn)動提供了能量， 有利于平衡向右移動， 這必然導(dǎo)致部分氫鍵被破壞； 其次水分子是極性分 子，存在正負(fù)電荷， 在磁場作用下正負(fù)電荷將受洛侖茲力的作用， 陰陽離子按磁場 極 方向被推向相反的方向， 這樣就使偶極的取向發(fā)生變化， 氫鍵將發(fā)生畸變， 而且， 磁場強(qiáng)度 越大， 電荷所受洛侖茲力越大， 氫鍵更容易被破壞； 此外存在于水中的水合離子也受到磁場 的影響，當(dāng)水合離子受洛侖茲力作用時， 將作螺旋式的圓周運(yùn)動， 且正、負(fù)離子旋轉(zhuǎn)方向相 反，當(dāng)正負(fù)離子做相反方向旋轉(zhuǎn)時就會將連接在它們之間的氫鍵扭斷，

14、使水的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。 因此，磁化水能使水中的氫鍵斷開，破壞水原來的結(jié)構(gòu)。3.3 水磁化的結(jié)果氫鍵被破壞后， 較大水分子集團(tuán)變成較小的水分子集團(tuán)， 甚至是單個的水分子， 則水分 子之間相互作用力減小， 活動加劇， 分子之間距離增大， 空氣含量增加，因此磁化引起水溶 液性質(zhì)發(fā)生了許多改變， 如減少水分子間的集聚程度、 改變化學(xué)鍵角度、 水 離子膠合 體半徑減少、粘度減小、活性提高、密度變小、含氧量增加、揮發(fā)性加快、比表面積增大、 表面張力變小、滲透壓增大，溶解度增大等，從而，促進(jìn)了氣體在水溶液中的溶解與傳遞，等金屬離子在磁化水中更容易水合化，使生物體離子通道 更加暢通，從而促進(jìn)細(xì)胞膜上的離子傳輸，

15、 使生物體吸收水分和礦物離子等養(yǎng)分的能力加強(qiáng)、 速度提高，以致葉面積增大，葉綠素含量增加，光合作用加強(qiáng)，營養(yǎng)增多，所以用磁化水浸 種子和灌溉農(nóng)作物會積累較多的有機(jī)物質(zhì)， 從而促進(jìn)壯苗的形成和分蘗的增多， 提高了產(chǎn)量， 改變了品質(zhì)。結(jié)論 幾十年來，磁化水不僅僅在農(nóng)業(yè)上發(fā)揮了重要作用，在工業(yè)上、醫(yī)學(xué)上的作用也十分 顯著。如：許多化工廠已利用磁化水來加快化學(xué)反應(yīng)速度，提高生產(chǎn)率。據(jù)報道，英國一家 化工廠利用磁化水，使該廠生產(chǎn)率提高了5%；建筑商用磁化水來攪拌混凝土，從而增加了混凝土的強(qiáng)度。 在醫(yī)學(xué)上，磁化水不僅能殺死多種細(xì)菌和病毒，還能治療多種疑難病癥。據(jù) 國內(nèi)外文獻(xiàn)報道， 長期飲用磁化水對腎結(jié)石、 甲狀腺機(jī)能失調(diào)、 高血壓等數(shù)十種棘手的病癥， 都有顯著療效。但是，水的磁化機(jī)理是非常復(fù)雜的，不同作物或品種，在不同的水質(zhì)、磁化 強(qiáng)度、磁化時間、水流速度、磁場交變切割次數(shù)等因素條件下，其效果必將不同，因此，在 磁處理研究中， 只有對具體作物或品種進(jìn)行大量探索， 才能達(dá)到增產(chǎn)增收的效果。 隨著科學(xué) 技術(shù)的發(fā)展， 磁化水處理技術(shù)作為一種無毒、 無污染的水處理技術(shù)必將具有更廣闊的應(yīng)用領(lǐng) 域。參考文獻(xiàn)：（1）梁奉軍，王剛，韓曉弟，張建民 不同濃度的磁化水澆灌番茄幼苗生理指標(biāo)的研中國農(nóng)學(xué)通報（2）朱無保，等。 磁化水的物理化學(xué)性能。湖南大學(xué)學(xué)報，1999， 26。（3）