金浔集团老总:现代物理农业：电活化水在农业上的应用

现代物理农业：电活化水在农业上的应用

 工作原理

把两个电极插入水中并加上直流电压，则引起水电解。由于在阳极附近形成酸性电解液和在阴极附近形成碱性电解液，水的pH值改变。在任何水中，因离解而都存在着正的氢离子H+和负的氢氧根离子OH-。在直流电通过时，在阴极上出现释放气态氢的电化还原应：2H2O+2e-=H2+2OH-，而在阳极上出现水的释放氧的电化氧化反应。在雨水，特别在自来水中都含有氯离子。

如果用隔板把电极空间隔开，则可以从阳极室和阴极室得到具有过量氢离子或氢氧根离子的水，亦即酸性水或碱性水。这个过程称为水的电活化。在电活化的同时，水被消毒。

消毒机理

相分配的消毒机理，可以从胶体一分散体系和它们的稳定性理论的基本原理中找到解释。事实上，早在1935年，费达诺夫?尼奥在他所获得的特许中就已指出，直流和交流电场对微生物具有致死作用。以后，其它研究者更仔细地查明了各种因素对杀菌效应的影响。

业已确定，直流电场的杀菌效应跟电流密度、电极材料、被处理水的温度，pH和电阻率，以及微生物的最初污染程度和品种属性有关。例如，在应用石墨电极的直流电时，在水中形成大量的酚，以此可以说明致死微生物的原因。电活化水的杀菌效应是很有用的，因为有时必须利用露天水体中的水。

结构简述

我们所用的水的电活化装置由钢套、盖板、混和器、正负石墨电极以及隔板等所构成。选用石墨作电极材料，是因为它有较长的使用寿命。所研制的装置，可在任何需要的方向上和给定的范围内，改变水pH值和其它物特性，如氧化—还原势、硬度、电导率、溶解力和—化学活度。 

杀菌速度的相关因素

电活化和杀菌速度与程度，跟两极间所加电压、水的温度和含盐量、电极上的电流强度和它们的钝化程度有关。在这情况下，电源强度起着最重要的作用：增大电流强度会引起电极极化现象和钝化，从而导致电压升高和电能在一些附加过程上的损耗。调节电流强度和水通过电活化器的速度，可以得到pH=3～11的水。

表1中列出了在装置的生产率为碱性水5升/分和酸性水1.5升/分时，水的氢批数Pht 氧化—还原势RH与极间电压U和电流强度I间的关系。

表1 水的直流电处理结果

控制和调节活化与杀菌强度可归结为调节pH和RH值；而选择适当的电极组数和具有必需参数的整流器和泵，可保证装置所要求的生产率。

 应用

1.电活化水首先在养蚕业中得到了应用

众所周知，家蚕的消化液是呈强碱性反应的（pH=9～12）。因此，为了保证和加速食物的消化，桑叶最好事先用呈碱性反应的刺激剂处理。但为此目的而用化学药剂处理桑叶是不好的，因为这要引起蚕的机体的不良反应，而且对工人的健康不利。为此，我们对电活化水对家蚕产量的影响进行研究。试验中用10个处理，4次重复。供试组中的蚕以电活化水喷湿的桑叶喂养，而对照组的桑叶不弄湿。表2中列出了实验室试验结果。

表2  不同pH值电活化水对蚕和茧的生物学指标的影响

试验中考查了蚁蚕的成活率，饲养时间和蚕的生物学指标等项目。由表可见，在电活化水的pH=9～10时所得到的结果最好。在这些情况下，产茧量按每盒蚁蚕计算比对照增产14%，喂养时间缩短一天（1盒蚁蚕重量等于19克）

 在与实验室试验的同时，我们进行了预生产性试验。最初只用了两盒蚁蚕，其中一盒作对照。以后试验扩大至5.5盒。其中两盒用电活化水，两盒作对照（普通喂养）。为了比较，1.5盒用生物刺激剂处理的桑叶喂养。表3列出了所得结果。

表3   预生产性试验结果 

由表可见，应用电活化水的处理，每盒蚁蚕比一般方法喂养的增产8.4千克，比用化学制品“”的处理增产4.2千克；茧层率提高1.3%；第4和第5龄饲养时间分别缩短18小时和26小时（营茧13天，不喂叶）；上茧率分别提高0.9%和2.6%。

    1984年进行了大规模生产试验。试验中用了30盒蚁蚕。10盒用电活化水，10盒普通喂养作对照Ⅰ，10盒用制剂“Барака”作对照Ⅱ。所得结果列于表4。

表4 扩大的生产性试验结果

    由表4中数据可见，pH=9和10的电活化水对家蚕具有明显的生物刺激作用。产茧量比普通方法喂养的提高6%；比应用制剂“Барака”的提高3.6%；上茧率分别提高1.51%和0。93%；茧层率分别提高0.888%和0.188%；饲养时间分别缩短26小时和8小时。

2.促进作物增产

电活化水也可应用于种植业中。例如，在棉花播种前，用电活化水的碱性部分浸种60分钟，能提高种子的田间发芽率，促进植株生长发育，从而有利于提高产量（表5）。    由表5中数据可见，pH=7～12的电活化水对棉花植株的生长发育都有生物刺激作用。最佳值pH=10，这时种子的发芽率和产品的成熟期指标都最好，而产量比对照增产720千克/公顷。其它试验也表明，pH=9～11的电活化水都能明显增强种子的生活力，因而可有效地应用于植棉业中。

表5 不同pH值电活化水对棉花种子发芽率、成熟期和产量的影响

 3.防治虫害

电活化水的酸性部分 可用来防治农业害虫。用这种水来消灭柑桔类作物害虫的试验证实了这个结论。表6中列出了电活化水的酸性组分和当前应用的化学药剂A、C等对温室内柠檬害虫作用的比较数据。

表6  电活化水和化学制剂对温室柠檬白粉虱和蚜虫作用的比较

    药剂是在柠檬结实期间喷施的，三次重复。由表6中数据可见，pH=1.4的电活化水超过其余所有药剂，亦即这种水更有效力，并且对人无害。    因此，在农业生产的许多工艺过程中应用电活化水能提高它们的效果。