淺談電解水在農業領域的應用

□ 蘇 超 董培彥 王素娜，2

（1.河北工程大學園林與生態工程學院，河北 邯鄲 056000；2.邯鄲市土壤生態修復重點實驗室，河北 邯鄲 056038）

隨著電解水技術在農業領域的應用，電解水農業理念提出，成為助推現代農業發展的重要動力。與常規技術相比，電解水在改善土壤酸堿度、提升農產品品質方面發揮著重要作用，真正實現了“用自然力量創造健康生活”的發展目標，對于現代農業發展產生深遠影響。

一、電解水的概念

電解水又被稱為氧化還原電位水、離子水等，是電解質溶液（如氯化鈉溶液等）在電場作用下所形成的具有一定pH值、氧化還原電位以及有效氯濃度的功能水。

二、電解水的特點

電解水的特點主要表現在以下兩方面：（1）是干凈的水。與普通水相比，電解水可以有效清除其中的重金屬等物質，因此更加干凈，符合農作物生產的要求，也可以作為人們的日常飲用水。（2）不會破壞水中的有益成分。在電解水后，原水中的有益成分可以得到最大限度地保留，包括其中的鈣、鎂、鉀、鈉等元素。

三、電解水制備原理

電解水的制備原因可以用圖1進行解釋。

根據圖1所介紹的電解水制備原理結構圖，在制備電解水時利用特制的離子膜電解槽，其中包含陽極與陰極，向電解槽中添加少量的氯化鈉溶液后施加一定電流完成電解。在這個操作過程中，陽極會產生析氧反應以及析氯反應，由此可以產生一定數量的酸性電解水，具有氧化還原電位高以及pH值低的優點，主要包括次酸氯、二氧化氯、氯氣等。在陰極部位的主要反應以析氫反應為主，獲得堿性電解水，包括氫氧化鈉、氫氣等。

圖1 電解水的制備原理示意圖

四、電解水殺菌機理

從物理殺菌學說研究可認為，酸性電解水具有低pH值的特征，可以破壞細胞膜，并且受到氧氣與其他物質的影響，導致水源大量失去電子，進而改變微生物細胞膜電位，改變了細胞膜通透性，這一現象會促使細胞腫脹以及代謝酶的破壞。所以對于細菌而言，在電解水的作用下能夠加快物質溢出、溶解，進而有效殺滅微生物，達到高效殺菌的目標。

五、電解水的應用

電解水在各行業具有廣泛的應用前景，主要包括：（1）在醫療衛生上的應用。電解水具有良好的殺菌效果，并且對皮膚的腐蝕極小，因此通?？梢杂糜卺t療物品表面消毒以及內鏡消毒、炎癥治療、手衛生管理等工作；而強酸性電解水可以通過噴灑、擦洗等方法消除醫院墻壁表面的微生物。（2）在食品加工上的應用。由于酸性電解水中含有高濃度的次氯酸、氫離子以及溶解氧等物質，因此對于大部分細菌具有良好的殺滅效果，逐漸成為理想的蔬菜殺菌劑。在食品加工行業，通過酸性電解水能夠殺滅食物上的大腸埃希菌、金黃色葡萄球菌等物質，并且相關實驗研究發現，嗜鹽弧菌等可能引發嚴重食物中毒的微生物，在酸性電解水中浸泡約30s后即可有效殺滅［1］。

六、微酸性電解水在農業方面的應用

（一）防治農作物病害

微酸性電解水在我國農作物病害防治中的效果顯著，可以減少農藥使用所造成的環境壓力，是實現農業可持續發展、提升農產品品質的重要組成部分。

根據相關學者對微酸性電解水在防治番茄灰霉病和灰葉斑病的應用研究發現，當微酸性電解水的有效濃度達到80ppm時，番茄離體葉片對番茄灰霉病和灰葉斑的防治效果分別為66.3%與45.3%；而當濃度達到100ppm時，其防治效果更好，但是會對少部分葉片造成傷害，因此認為微酸性電解水防治農作物病害時，其有效濃度達到80ppm時的效果最好［2］。同時根據研究發現，不同的微酸性電解水的噴施時間所產生的病害防治效果也存在明顯差異，其中在病菌接種前噴施微酸性電解水的防治效果差；相比之下，當番茄病菌接種24小時后再噴施微酸性電解水后，番茄灰霉病的防治效果達到了65%左右；根據長期觀察效果，每隔兩天噴施一次微酸性電解水可以更有效地防治病害，最高防治效果可能超過70%［3］。除了番茄之外，微酸性電解水在防治黃瓜白粉病、預防辣椒白粉病方面效果顯著，因此可以認為，微酸性電解水在農作物疾病預防中具有滿意效果，這可能與微酸性電解水殺滅細菌效果顯著等優點有關［4］。

（二）促進農作物生長并提升品質

電解水對農作物生長有積極的促進作用。以西瓜為例，結合相關學者的試驗結果發現，微酸性電解水在早期處理階段種子的吸水率無明顯變化，但是經過24小時的處理后，種子的發芽率明顯高于常規自來水，因此認為電解水在提升種子發芽率中的效果顯著［5］。其原因可能為：微酸性電解水可以破壞種子的表皮，因此在經過長達24小時的浸泡后，會有更多的水分進入到種子細胞中，有助于種子發芽。在試驗中也證實，隨著微酸性電解水中有效成分的增加，西瓜種子的發芽率、發芽勢以及發芽指數活力等均有明顯增加，根據相關數據發現，當微酸性電解水的有效物質含量達到80ppm時，西瓜秧苗的株高達到了（20.04±0.37）cm、莖粗達到了（6.06±0.18）mm、葉面積為（78.96±3.78）cm2，相比之下，常規自來水培育下的株高僅為（17.50±0.54）cm、莖粗（5.41±0.12）mm、葉面積（70.45±4.17）cm2，兩者相比，可發現微酸性電解水可以加快西瓜秧苗的生長［6］。

微酸性電解水在提升農作物品質中也發揮著重要作用。有學者通過研究證實電解水灌溉處理可以提升小白菜的品質，在經過電解水處理后小白菜的葉綠素等物質含量顯著高于平均水平，并且葉片數量、畝產量更高，因此可以認為微酸性電解水有助于提升小白菜的產量［7］。

微酸性電解水之所以有助于加快農作物的生長并提升其品質，其原因可能包括：（1）在微酸性電解水的作用下有助于加快種子萌發的速度，通過電解水具有的殺毒細菌作用能夠加快胚根生長；（2）微酸性電解水能夠殺滅土壤中的病菌源，為農作物生長提供良好的土壤環境。

（三）在土壤改良中的作用

土壤是影響農作物生產的主要因素，結合各地區農業生產實踐來看，大部分農戶習慣農作物連作生產模式，導致土壤肥力下降，成為制約農業生產發展的重要因素。而隨著微酸性電解水的使用，農作物土壤改良有了新的發展，這是因為通過微酸性電解水可以調節堿性土壤的酸堿度，不僅能夠恢復理想的土壤生態環境，并且也不會產生殘留，使用方便；微酸性電解水本身具有良好的殺菌作用，減少土壤微生物滋生，也是土壤改良的重要組成部分。而根據實驗研究發現，微酸性電解水處理后，土壤的細菌豐富度指數有明顯提升，可以維持細菌豐富性［8］。

七、電解水溶液技術防治茄子枯萎病的措施

枯萎病是茄子成長過程中普遍發生的病害，致使當地土壤不適合茄子種植或被迫種植成本頗高的茄子嫁接苗?？菸∈怯杉忡犳呔鸬恼婢圆『?，主要危害茄子種苗根莖部位，且具有一定傳染性。為更好地解決這一問題，在綠色環保理念下，電解水農業技術脫穎而出，對枯萎病防治手段可簡要概括為“一殺、二培、三促”。

（一）殺滅病原微生物

對于4月中下旬的成株期茄子需格外注重枯萎病防治工作，可合理使用乙蒜素、酸性電解質或酸性電解水溶解的殼聚糖開展防治工作。乙蒜素是我國自主研發的一種有效殺菌劑，相比于其他藥劑具有較強的殺菌能力，對絕大多數細菌和真菌性病害防治效果理想。多數情況下采用80%乙蒜素乳油1500-2000倍液噴灑使用，每周一次，連續使用2-3周。但是乙蒜素自身氣味較為濃重，相較而言酸性電解水或酸性電解水溶解的殼聚糖無毒無味，且酸性電解水保留時間短、無殘留。為避免因其他有機物的加入影響酸性電解水殺菌效果，為實現短時間顯著的殺菌效果，可在防治工作前期直接使用酸性電解水，但在后期需噴灑使用酸性電解質水解的殼聚糖，以此使酸性電解水和酸性電解水溶解的殼聚糖滅菌效果發揮極致。在茄子成長過程中，開展枯萎病防治工作首次時間應是每年的4月20日左右，噴灑酸性電解水7倍稀釋液1周后再次噴灑，連續作業兩次，使用噴灑酸性電解水時多數按照5倍～10倍稀釋；使用含有殼聚糖的酸性電解水，絕大部分按照10倍～15倍稀釋。本文所用到的雄一酸性電解水，其原液pH值約為1.5。

（二）培育有益微生物

噴灑含有殼聚糖的酸性電解水，殼聚糖的濃度一般為0.1%，酸性電解水為10倍稀釋液，pH值約為2.8。pH值對殼聚糖的滅菌能力有著極大的影響，二者間存在此消彼長的緊密關系，隨著pH值不斷降低，其抑菌活性逐漸增強。使用酸性電解水溶解的殼聚糖作用表現為：一方面酸性電解水具備一定的殺菌能力；另一方面，殼聚糖既有一定殺菌特性，也能提高作物自身抵抗能力。除此之外，殼聚糖能夠為土壤中的放線菌提供良好的形成環境，使得土壤中放線菌數量逐漸增多進而極大程度上抑制了尖鐮孢菌的成長，進而從根源上防治枯萎病以及其他土壤傳染病，使得防治工作質量顯著。在大田開展生產工作過程中，絕大多數情況下需連續噴灑酸性電解水溶解的殼聚糖兩到三次，預防期間每隔一周噴施一次，如若出現枯萎病則改為每周噴灑一次。通常情況下在成株期使用，也可提前在定株后1周使用。

（三）促進有益微生物的生長和根系的恢復

通過噴灑含有氨基酸等營養元素的生根液（如葉面噴灑國光根寶1000倍稀釋液，每周使用一次，連續使用兩周），可以加快作物根系快速恢復，同時為有益微生物菌群快速成長提供良好的環境。結合日常作物生長來看，合理、科學使用電解水配置生根溶液能夠有效優化作物生長狀態，通常選擇使用酸性電解水15倍稀釋液開展配置工作。除此之外，在茄子生長過程中，也應進一步加強水肥管理力度，土壤濕度維持75%左右，土壤相對濕度維持45%左右。合理的濕度為有益微生物菌群提供極為有利的生長空間，同時對茄子根系的恢復也有一定的作用。

但對枯萎癥狀已完全顯現出來的作物的作用效果不明顯，應做好檢查工作，一旦發現立即清除，并對土壤進行仔細、嚴格的消毒、滅菌處理，一方面避免病害擴散蔓延，使得其他作物生長受影響，另一方面，有利于土壤中有益微生物菌群的培養工作，進一步加強其自身抑菌能力，使得茄子枯萎病得到有效解決。

“一殺、二培、三促”是一個循序漸進的過程，三者間相互配合，共同作用，即在實際生活防治工作中，“殺、培、促”既可循序進行，也可共同作用，根據實際狀況決定是單獨使用還是協同作用。例如發生枯萎病害時，既可以直接噴灑酸性電解水溶解的殼聚糖，也可以噴灑溶有殼聚糖和乙蒜素的酸性電解水；1-2天后噴灑通過電解水配置含有氨基酸等營養元素的生根液。每周噴灑一次，連續噴灑兩周。此種防治手段對茄子的青枯病同樣有效，并且也可應用于番茄枯萎病的防治工作中。