电解水的应用(电解水应用实录：向无药农业进军)

农业环境的污染及对人们身体健康的危害已成为当前一个重要的社会问题，探求新型的无公害生物制剂及开发新的物理农业解决方案已是当前循环持续农业发展的重要课题。

1954年，日本研发出第一台民用电解装置研制成功，主要用于农业生产中。大约20年前，日本提出“向无药农业进军”的口号，其所依赖的技术之一就是电解水技术。

图1 中间深绿色区域为电解水应用试验区

一、电解水浸种处理

酸性电解水可用于农业生产中播种前的种子处理，经酸水处理的种子，除了杀死种皮外蓄存的病菌外，还可提高与改善种皮的渗透性，有利于种子的膨胀吸水；同时，带高氧化还原电位的功能水对种子胞膜渗透性的修复也起到一定的促进作用。

所以在生产中的大豆、水稻、花生、棉花、瓜果蔬菜等种子在播前可以用酸性电解水进行喷洒处理或者浸种处理。

但如果采用浸渍处理时，要注意时间不宜过长，否则有些植物的种子在长时间酸水处理后，萌芽率会大大降低，烂种率会增加。

另外，到底是用碱水处理还是用酸水处理种子，因不同的种类而异，如大豆用酸水处理促进效果更好，而花生则适于用碱水进行处理。如：用强酸性水浸种可提高小麦发芽率7.3% -10.3% ，而对萝卜、白菜、黄瓜和水稻种子发芽无明显影响。

强碱水对花生种子萌发有促进作用，强酸水对大豆种子萌发有明显的促进作用，可提高发芽率l4.7%-20.0%，强碱水在种子发芽过程中还具有一定的抑制霉菌滋生的作用，这与霉菌的喜微酸特性有关。

图2 左侧马铃薯种薯在种植之前经过电解水浸泡处理 右侧未经处理

二、酸性电解水应用于植物病害防治

利用酸性电解水的杀菌机理，可以大面积地用于防治农作物病害，如种苗的立枯病、猝倒病，桃细病性穿孔病，水稻的细菌性条斑病等细菌性病害；还有如葡萄瓜果的霜霉病、白粉病、锈病、黑斑病等真菌性病害；甚至一些蔬菜类的病毒病都可以得到有效的防治。

图3 酸性电解水用于草莓白粉病的防治图4 酸性电解水用于黄瓜白粉病的防治

三、电解水促进植物生长、提高产量

在农业生产上大多用于制备电解水的盐类，通常以氯化钾为主，因氯化钾既含氯元素，可以生产次氯酸，又含植物所需的大量元素钾，所生成的碱水就是以氢氧化钾为主要成份，经常性地喷施碱水可以明显地提高瓜果类的糖度及色泽，这与钾的生物效应有关。

图5 电解水处理提高了小麦的产量

在番茄上的应用试验表明，给番茄植株交替性地喷施酸水与碱水，不仅能生产出令人满意的无公害绿色瓜果产品，还可以提高番茄的座果率，可溶性固形物甚至可以提高至12度以上。喷碱水的生理效应主要是由钾引起，如钾的吸收可以起到打破芽体休眠、促进萌发的作用，可以加快营养的代谢吸收，可以使更多的光合产物合成与运向果实。

另外，研究表明，也可能与碱水的碱性调节有关，大多抑制萌芽的激素物质是脱落酸，它的大量存在使芽处于休眠或抑制状态，喷洒碱水后可以使脱落酸得到中和，缓解其生理作用，从而起到促发萌芽之作用。也可能与生长素在碱性环境下不易钝化有关，从而发挥出生长素的生理效应，起到了促进萌发与生长的作用。

利用电解水浇灌植物也表现出明显的促长效应，这种效应一方面是由于抑制了土传病害的发生，另一方面是由于电功能水使土壤中许多矿质元素得到活化，从而促进了植株的生长发育与代谢；这种经处理的水，其分子基团也变小，更利于水分代谢的进行，达到了促长之目的，它的促长效应是多方面的。

图6 右侧为电解水处理后马铃薯的根系情况

四、电解水克服重茬连做障碍

当前设施条件下的瓜果蔬菜生产，存在着重茬的连作障碍问题。究其原因，有以下几个方面：其一，土壤病害的积累滋生，使土壤微生物环境恶化，导致一些土传病害诸如立枯病、猝倒病的严重发生；其二，大棚内缺乏外界雨水的滋润，造成土质的盐碱化；其三，因植物的选择吸收而导致某些矿质微量元素的缺乏。

当然，还有许多复杂的综合因素也会发生连作之障碍，如一些专一化病害病源基数的增加，导致重茬易得病；也有因肥水管理不科学造成土壤肥力降低、矿质元素无效化、土壤结构板结等问题，导致重茬障碍。

采用浇施酸水的方法，可以使土壤中的有害菌得到杀灭，因为大多有害菌类是厌氧菌，而厌氧菌的致死阈值比好气菌稍低，这样就不会把土壤中所有的微生物杀死，否则杀死所有微生物，也会影响土壤微生物生态环境。

向土壤浇酸水后，苗的立枯病与猝倒病得到有效控制，土壤中越冬或越夏的病菌可以得到清园式的杀灭。另外，如因设施栽培造成的酸碱环境恶化引起的重茬障碍同样可通过浇施酸碱水得到改善。

五、电解水改良土壤

电功能水因其具有的强酸强碱特性，而成为土壤改良中的一种最好的调节剂。

传统的土壤酸碱调节大多是采用碱土施硫磺、酸土壤施生石灰的方法，这些化学方法虽然也能起到调节作用，但因硫及钙的残留作用会影响到土壤合理的矿质元素结构，还会影响某些元素的吸收与固定，同时投入的改良成本与造成的环境污染也更大些。选用电解水作为土壤改良调节剂，是最为简易与无化学污染的方法，现在，发达的日本已广为应用。如果是碱性过重的土壤，只需直接浇酸水即可，如遇酸性过重的土壤则施碱水，一直调节至适合作物生长发育的pH值范围为止。

用电解水调节土壤酸碱性的方法与用其防治病害一样，不会有任何残留与危害，是成本低的实用技术，可以在我国南方酸性过重的红壤土及北方或海边的盐碱地改良上加以推广应用。另外，浇施带有高氧化还原电位的电功能水还可以使土壤中原本不能被利用固定的矿质元素得到活化，以提高肥料的利用率，促进植物的生长。

图7 左侧为传统方法种植，右侧为电解水种植

六、酸性电解水农业使用要点

酸性电解水是一种强氧化剂，一些较为敏感的植物嫩枝叶或者瓜果蔬菜在喷洒酸性电解水后常有药害及灼伤现象的产生。

这是因为具较强氧化性的酸水经喷洒后，会在较短的时间内氧化还原为普通的水，而这个氧化还原的过程则与外界的湿度、光照、温度等因子有关，如果外界湿度大，不利于氧化还原，也不利于酸水的蒸腾蒸发，让其在枝叶上停滞时间过长，就会导致植株的损伤。

所以喷洒酸性电解水通常要求在晴朗天气的下午或者上午8:00-l0:00 进行，千万不宜在没有光照的夜晚、下雨天气或高湿度阴天喷施，否则极易发生药害。

为了安全地使用酸性电解水，现在日本通常在生产上采用交替喷洒法，即在喷洒酸水后0.5-1.0h 内喷洒制备的碱水，通过中和作用缩短酸水留存于枝叶的时间，可以避免药害的发生。

对于一些特别易产生药害的敏感型品种或者刚移栽的幼苗，也可采用对水稀释的方法，以降低酸水中氯离子浓度及氧化还原电位，一般可以采用2-4倍的稀释对水量；但也不宜浓度过低，否则会影响杀菌防病之效果，一般以有效氯离浓度10-80mg/L为较佳，过高过低都会影响防病效果或者产生药害。

图8 日本某农场电解水试验使用状况

日本某电解水设备生产企业于2007年选区了1000㎡的种植区进行了试验研究，试验分为土壤消毒与改良、播种、收获、叶面喷洒等几个阶段，取得了不错的成效。整个试验阶段，农药使用量减少了95%，产量提高了20%，整个生产周期成本也有所降低。

七、结 语

在农业生产中，水是最为重要的也是最易获取的自然资源，做好水的文章，是农业增产增效的一个最为重要的环节，它是农业生产之命脉，而电功能水的开发，又为水的价值赋予了新的含义，也为农业无公害化的生产开拓出一条崭新的高科实用之路。

电解水技术必将成为21世纪人们在探索新型农业之路上脱颖而出的一项重要配备技术，是未来走无公害绿色农业之路的重要技术措施与有力保障。

徐伟忠, 朱丽霞, 陈建华. 电功能水在农业上的应用[J]. 江西农业学报, 2006, 18(6):137-140.