[发明专利]制备无土栽培活性水的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种无土栽培活性水(营养液)制备工艺。尤其涉及一种利用梯度磁场与天然矿石吸附复合制备无土栽培活性水(营养液)的工艺。

背景技术

无土栽培是近几年来发展起来的一种作物栽培新技术。作物不是栽培在土壤中，而是把作物苗种植在溶有矿物质的水溶液(营养液)里，或在某种栽培基质中，用营养液进行作物栽培。只要有一定的栽培设备和有一定的管理措施，作物就能正常生长，并获得高产量。由于栽培作物不是用天然土壤，而用营养液浇灌来培养作物称之为无土栽培，又称为溶液培养或水培。无土栽培的特点是以人工创造的作物根系生长环境，取代土壤环境，它不仅能满足作物对养份、水份、空气等条件的需要，而且对些条件要求加以控制调节，以促进作物更好的生长，并获得较高的产量。然而，无土栽培对水质要求严格，尤其是水培，因为它不象土栽培具有缓冲能力，所以许多元素含量都比土壤栽培允许的浓度标准低，否则就会发生毒害。随着社会的发展，现在的地下水、地表水受到严重的污染，一些农田用水已经不适合无土栽培。无土栽培的水质标准的主要指标是电导度(EC)，pH值和有害物质含量是否超标。电导度(EC)是溶液含盐浓度的指标，通常用毫西门子(mS)表示。各种作物耐盐性不同，耐盐性强的(EC＝10mS)如甜菜、菠菜、甘蓝类。耐盐中等(EC＝4mS)，如黄瓜、菜豆、甜椒等。无土栽培的水，pH值不要太高或太低，因为一般作物对营养液pH值的要求以中性为好，如果水质本身pH值偏低，就要用酸或碱进行调整，既浪费药品又费时费工。水中的微生物及重金属要严格把控，防止植物病害及重金属中毒。

因此，制备的纯天然、无公害的水，用于无土栽培，实现无土栽培的高产、高品质、绿色安全无污染，已成为一种无土栽培发展的必然趋势。

目前，一般采用自来水或反渗透处理水作为无土栽培活性水。然而，自来水厂一般都是地方政府财政补贴,缺乏关键的技术创新,且人为因素导致水质不稳定频率高。对于现代一些微生物、病毒、化学污染物等起不到关键抑制和阻挡的作用。而增加消毒杀菌剂投放或使用、紫外线或臭氧杀毒、灭菌虽然能抑制住病毒和细菌的生长，同时也增加了消毒副产物，对植物的生长极为不利。对于一些反渗透和深层的过滤技术投入和运营成本太大，远远超出了政府和普通居民的承受范围,且水资源浪费巨大。

现有技术中的无土栽培活性水一般存在如下问题：1.水体重金属超标；2.水及营养液在供给植物养分的过程中，容易滋生生病原菌，给作物带来毁灭性的风险，并且在封闭体系中需要相应的消毒设备，会增加投资费用；3.水中溶解氧含量低，容易导致植物的根系腐烂，阻碍植物的生长。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种利用梯度磁场与吸附相结合的方法制备无土栽培活性水(营养液)的工艺。可有效出去水中重金属，实现水的绿色无污染。有效对水体进行纯物理的杀菌灭藻，无污染，无副作用，增加水的溶解性，使营养物质及氧气大量溶解于水中，抵抗因水中缺氧而导致植物根系的腐烂。

本方法工作原理如下：

(1)在高强磁场的作用下，磁场具有抑菌和灭菌的作用。磁化灭菌模块会产生梯度复合扰动磁场，可将原水分子簇团解开，使簇团水形成单个水分子状态水，从而有助于分离杂质，使存在于水分子簇团内外的各种有机质和无机物以粒子或离子游离形式存在。在磁场的直接作用下，50％～80％的微生物死亡。

(2)在天然矿石吸附模块，不同矿石对重金属离子的吸附作用不同。矿石对重金属的吸附机制主要是通过离子交换吸附和络合吸附两种方式。高强度梯度磁场与天然矿石吸附产生协同作用，大大提高了天然矿石对重金属的吸附能力。将具有吸附不同的重金属的矿石进行组合，使其有效地吸附水体中的有机物、无机物、重金属离子以及微生物胶质体等，降低水体中重金属及污染物含量。有些矿石能天然溶解出微量的矿物质，补充水中的营养物质。

(3)研究发现，每升水中只要含亿万分之二毫克的银离子，即可杀死水中大部分细菌。作用机理为带正电的铜、银离子和带负电的有害微生物(如细菌、病毒、藻类)的细胞表面结合成静电键，这种静电键的形成改变了细胞壁的渗透性，从而破坏了有害微生物养分的正常摄取，从而导致有害微生物的细胞死亡。

经过矿化作用的水，水体中负氧离子、溶解氧含量比较高(通过测定，溶解氧的含量最高可以达到12mg/L)。而水在被饱和磁化后，当外加磁场被取消时，其磁化效应不会立即消失，而会弛豫一段时间，这称为记忆效应。而经过磁化后的水，水中氧的溶解度会增加，这种高溶解氧的水会持续一段时间。