تطبيقات تكنولوجيا المياه المغناطيسية في الزراعة

إعداد: أ.د.عطية الجيار

أستاذ بمعهد بحوث الأراضي والمياه والبيئة بمركز البحوث الزراعية

ظهرت تقنيات معالجة المياه المغناطيسية (MWT) إمكانات واعدة في مجالات مختلفة خاصة الزراعة. تعد السلامة والتوافق والبساطة والصداقة البيئية وتكلفة التشغيل المنخفضة والتأثيرات الضارة غير المثبتة هي المزايا الرئيسية للمجال الكهرومغناطيسي (EMF) مقارنة بالطرق التقليدية لمعالجة المياه.

تابعونا على قناة الفلاح اليوم

تابعونا على صفحة الفلاح اليوم على فيس بوك

يمتلك الماء الممغنط أو المغناطيسي (MW) خصائص فيزيائية وكيميائية فريدة مما يجعله مركبا متعدد الأغراض مع فوائد محتملة في العلاج الطبي والتطبيقات الصناعية وكذلك البيئية. جذبت الخصائص الفيزيائية والكهروكيميائية الفريدة لـMW اهتمامات بحثية لتطوير أجهزة وتقنيات مختلفة في التطبيقات الزراعية والبيئية.

يعد تحسين نوعية مياه الري وكميتها، وإنتاجية المحاصيل ونوعيتها، وتحسين التربة وتوفير المياه، من بين الفوائد المبلغ عنها لـ MWT في الزراعة، بالإضافة إلى ذلك أظهرت المعالجات بالمجال المغناطيسي تأثيرات مفيدة على إنبات البذور، ونمو النبات وتطوره، ونضج وإنتاجية المحاصيل الحقلية.

التحدي الرئيسي في تطبيقات MW في الزراعة هو التكامل الفعال لمكونات الري، وتصميم المضخات المناسبة المتوافقة مع المتطلبات الفنية والميدانية لأنظمة MWT المغناطيسية. تستعرض الدراسة الحالية تطبيقات MW في الزراعة، وتناقش التحديات العملية في استخدام MW وكذلك المنظور المستقبلي.

مقدمة

أظهرت المجالات الكهرومغناطيسية (EMFs) إمكانات كبيرة في التطبيقات الطبية والصناعية والبيئية. بسبب الأصل الكهربائي للحياة ووجود جميع الخلايا والكائنات الحية، يمكن للمجالات الكهرومغناطيسية التفاعل مع جميع الخلايا الحية حتى تتمكن من تعديل وظائفها. يمكن أن يكون لهذه التعديلات في الظروف المناسبة نتائج مفيدة مثل العلاج أو تحفيز خصائص الرغبة في مركبات مختلفة. الماء هو مصدر حاسم للحياة على الأرض.

يحتاج أي كائن حي إلى الماء لترطيب كل خلية. تسببت حالات الجفاف الطويلة الأمد والمتكررة والطلب المتنافس على المياه في معظم أنحاء العالم في ضغوط شديدة على موارد المياه. وبالإضافة إلى ذلك، فإن ارتفاع تكاليف الري في معظم البلدان يمثل المشكلة الرئيسية للتنمية الزراعية.

تستخدم كميات كبيرة من المياه سنويا في الزراعة. ولذلك فإن ظهور استراتيجيات جديدة لتقليل استهلاك المياه له أهمية كبيرة. إحدى الاستراتيجيات الجديدة هي تكنولوجيا المياه المغناطيسية. كشفت دراسات مختلفة أن المعالجة المغناطيسية لمياه الري يمكن أن تحسن إنتاجية المياه8-10.

أظهرت MWT إمكانات واعدة في توفير الموارد المائية والتي ستكون ذات أهمية كبيرة في المستقبل القريب. أظهرت MWT إمكانات مختلفة في التطبيقات البيئية والزراعية. بعض هذه التطبيقات هي تأثيرات علاجية لـ MW، ومنع ترسب الحجم، وتحسين الري. جودة المياه وإنتاجية المحاصيل، وإزالة القشور، وتحسين التربة، ومكافحة التآكل، ومعالجة مياه الصرف الصحي.

معالجة المياه المغناطيسية في الزراعة

في الحالة الطبيعية أو غير MW، تنجذب مجموعات جزيئات الماء التي تتكون من العديد من جزيئات الماء بشكل فضفاض. هذا الشكل الفضفاض والفوضوي من الجاذبية يهيئ الماء للسموم والملوثات للانتقال داخل مجموعة جزيئات الماء. البنية الكبيرة لمجموعات جزيئات الماء هذه أو وجود السموم يمنع أجزاء كبيرة من هذه المجموعات عندما تمر عبر غشاء الخلية. يمكن للحجم الأصغر لهذه التجمعات الفوضوية، التي يحمل بعضها السموم، أن يدخل الخلية مع ما يترتب على ذلك من آثار ضارة. ولذلك، لترطيب النبات هناك حاجة إلى قدر كبير من الماء العادي.

تعمل المعالجة المغناطيسية للمياه على إعادة هيكلة جزيئات الماء إلى مجموعات صغيرة جدا، تتكون كل منها من ستة جزيئات منظمة بشكل متماثل. هذه الكتلة الصغيرة والموحدة لها بنية سداسية وبالتالي يمكنها الدخول بسهولة عبر الممرات في أغشية الخلايا النباتية والحيوانية، بالإضافة إلى ذلك لا يمكن للعوامل السامة أن تدخل إلى بنية MW.

هذه الميزات تجعل MW مركبا صديقا حيويا للخلايا النباتية والحيوانية. ويمكن استخدام ميغاواط لزيادة إنتاجية المحاصيل، والحث على إنبات البذور وإفادة صحة الماشية. وقد أثبتت الدراسات أن ميغاوات الري يمكن أن تحسن إنتاجية المياه؛ وبالتالي، الحفاظ على إمدادات المياه لمواجهة ندرة المياه العالمية المتوقعة في المستقبل. بالإضافة إلى ذلك، تفيد التقارير أن MW فعال في منع وإزالة الرواسب الكلسية في الأنابيب والهياكل التي تحتوي على المياه.

المعالجة المغناطيسية لمياه الري

أظهرت الدراسات السابقة العديد من التأثيرات المفيدة للعلاج بالـ MF (المجال الكهرومغناطيسي الخارجي) على نمو النباتات. لقد ثبت أن المجال الكهرومغناطيسي الخارجي الأمثل يمكن أن يزيد من معدل نمو النبات، وخاصة نسبة إنبات البذور. أن تعريض بذور الفاصوليا العريضة لقوى مغناطيسية متغيرة أثناء ما قبل البذر يفرض تأثيرات كبيرة على إنبات البذور وإنتاجية البذور. بالإضافة إلى ذلك، أظهروا أن تطبيق MF على الفول خلال موسم النمو يمكن أن يزيد من عدد القرون لكل نبات ويقلل من خسائر النبات لكل وحدة مساحة.

أثبتت العديد من الدراسات فعالية MFs على نمو جذور النباتات المختلفة، وبالمثل لاحظ أن علاج MF يزيد من نمو جذر الذرة. أن MF الثابت له تأثير مثبط على الوزن الجاف لجذر نباتات الذرة، ولكن كان له تأثير مفيد على الوزن الجاف لجذور نباتات عباد الشمس.

أظهرت دراسات مختلفة التأثير المثبط للضعف MF على معدل نمو الجذور الأولية خلال النمو المبكر. وقد ثبت أن MF يمكن أن يقلل النشاط التكاثري وتكاثر الخلايا في الخلايا الإنشائية في جذور النباتات.

تخضع المياه المعالجة مغناطيسيا لعدة تغييرات في خصائصها الفيزيائية. كما أنه يمارس العديد من التأثيرات على نظام التربة والمياه والنباتات. يؤدي ترشيح التربة باستخدام MW إلى زيادة كبيرة في محتوى الفسفور الموجود في التربة مقارنةً بالترشيح بالمياه العادية في جميع أعماق التربة. إن سلوك العناصر الغذائية تحت MF يعتمد على قابليتها المغناطيسية.

لقد أظهرت الدراسات السابقة أن آثار المعالجة المغناطيسية تختلف باختلاف نوع النبات ونوع مياه الري المستخدمة، وكانت هناك زيادات ذات دلالة إحصائية في إنتاجية النبات وإنتاجية المياه (كجم من المنتجات الطازجة أو الجافة لكل كيلولتر من الماء المستخدم). على وجه الخصوص، أدت المعالجة المغناطيسية للمياه المعاد تدويرها و3000 جزء في المليون من المياه المالحة على التوالي إلى زيادة إنتاجية الكرفس بنسبة 12% و23% وإنتاجية المياه بنسبة 12% و24%. بالنسبة للبازلاء الثلجية، كانت هناك زيادات بنسبة 7.8% و5.9% و6.0% في إنتاج القرون مع المياه الصالحة للشرب المعالجة مغناطيسيًا والمياه المعاد تدويرها و1000 جزء في المليون من المياه المالحة، على التوالي.

التأثيرات على جودة المياه

أظهرت العديد من الدراسات أن MWT يؤثر على الخواص الجزيئية والفيزيائية والكيميائية للمياه التي تغير نوعية المياه. أصل التعديلات الفيزيائية والكيميائية لجزيئات الماء تحت المعالجة المغناطيسية هو تغيير نواة الماء. تشمل تأثيرات المعالجة المغناطيسية على مياه الري زيادة عدد مراكز التبلور وتغيير محتوى الغاز الحر. كلا التأثيرين يحسنان نوعية مياه الري.

إن المكونات المهمة للمعالجة المغناطيسية الفعالة هي معدل التدفق خلال الجهاز وبعض العوامل الكيميائية للمياه، وهى صلابة مياه الكربونات التي تزيد عن 50 ملجم/لتر وتركيز الأيونات الهيدروجينية في الماء عند درجة حموضة أكبر من 7.2. الري مغناطيسيا بالمياه المعالجة هي الأكثر فعالية للتربة التي تحتوي على نسبة عالية من الصودا.

تشتمل تأثيرات المجال المغناطيسي والمجالات الكهرومغناطيسية ذات المستوى المنخفض، أقل من 100 ملي جرام للتيار المتردد MF، وأقل من 1000 جرام للموجات الكهرومغناطيسية الساكنة، على المياه النقية على تعديل قيم درجة الحموضة والأكسدة المحتملة (ORP). لإجراء تقييم دقيق لآثار MFs الضعيفة على المياه، لا يمكن تجاهل الظروف التجريبية الدقيقة مثل ظروف المجال التفاضلي التي تنتجها الأجهزة والإجراءات المعملية الشائعة، وحقول المختبر الخلفية.

علاوة على ذلك، قد يكون تمديد القياسات إلى ما بعد عدة ساعات ضروريًا لمراقبة وجود أو عدم وجود هذه التأثيرات بشكل موثوق. أظهرت الدراسات التجريبية أن المعالجة المغناطيسية يمكن أن تزيد من عدد التبلور وتعدل محتوى الغاز الحر في المحلول. تلعب المعالجة المغناطيسية للمياه أدوارا مهمة في الإجراءات المختلفة التي تؤثر على عملية التبلور مثل معدلات الارتباط والتفكك والتنوي.

التأثيرات على إنتاجية المحاصيل

في مجال إنتاج المحاصيل، ركز الباحثون على استخدام أسلوب تحفيز النمو البدني لعدم وجود آثار ضارة معروفة على البيئة. تعد تقنية MW بمثابة نهج واعد لتحفيز النمو البدني. يمكن تغيير خصائص المياه المعالجة بالمجال المغناطيسي لإحداث تغييرات في خصائص النبات ونموه وإنتاجه. ويمكن استخدام ميغاواط لتوفير مياه الري.

MWT يمكن أن يزيد من إنبات البذور. ينظم الري باستخدام MW العديد من العوامل المرتبطة بإنتاجية المحصول: خصائص النمو، البوتاسيوم، GA3، الكينتين، الأحماض النووية (RNA وDNA)، أصباغ التمثيل الضوئي (الكلوروفيل أ و ب والكاروتينات)، نشاط التمثيل الضوئي وكفاءة نقل الضوء. أظهرت العديد من الدراسات تحسين إنتاجية المياه في كل من إنتاج المحاصيل والثروة الحيوانية، وعدد الزهور والإنتاج الإجمالي للفواكه لمختلف المحاصيل بما في ذلك الفراولة والطماطم.

بالإضافة إلى ذلك، يؤدي ضعف MF إلى تقليل سرعة دورة الخلية في الخلايا المرستيمية في جذور النباتات بسبب توسع الطور G1 وأحيانا الطور G2. ولذلك، ينخفض النشاط الوظيفي للجينوم قبل مرحلة التكاثر. في ظل هذه الآليات، تؤدي معالجات MF الضعيفة إلى تكثيف تخليق البروتين وتفككه في جذور النباتات. يمكن أن يؤدي الري بالميغاواط إلى تحسين جودة المحاصيل بما في ذلك الطماطم والفاصوليا والرشاد والبطاطس.

يمكن أن يؤدي ضعف MF إلى زيادة حجم الميتوكوندريا، والإفراط في تشبع الكالسيوم في السيتوبلازم واضطرابات في أنظمة التمثيل الغذائي المختلفة بما في ذلك توازن الكالسيوم في خلايا الجذر. إحدى الوظائف المهمة لعلاج MF هي تقليل تأثيرات الإجهاد الحراري في الشتلات المختلفة.

كشفت العديد من الدراسات عن تأثيرات مفيدة للمعالجة بالـ MF في إنتاجية الفاكهة ونمو النبات. أن استخدام المياه المعالجة مغناطيسيا يزيد من إنتاجية المياه في إنتاج المحاصيل والثروة الحيوانية. وبالمثل، أظهرت العديد من الدراسات أن علاجات MF تعزز الزهور وإنتاجية الفاكهة الإجمالية للفراولة والطماطم. لاحظ أن المعالجة المغناطيسية تزيد من امتصاص العناصر الغذائية في الطماطم. تشمل بعض التأثيرات الرئيسية للمعالجة المغناطيسية للبذور أو الري بالميغاواط في النباتات الى زيادة فى معدل نمو النبات، والوزن الجاف للزرع، ومساحة أوراق الزرع، وإنبات البذور.

التأثيرات على نمو النبات

استخدام الميغاواط لري القرع يزيد من وزن القرع. تعتبر المياه المغناطيسية الحيوية أكثر مذيبة ولها توتر سطحي أقل. وبالتالي، يتم امتصاص العناصر الغذائية بشكل أكبر في الماء. ميغاواط هي المياه التي يتم معالجتها بالمجال المغناطيسي أو التي تمر عبر جهاز مغناطيسي. عند مغنطة الماء تتغير بعض خصائصه مما قد يغير من خصائص النبات ونموه وإنتاجه. وقد اقترح أن الري بالميغاواط يمكن أن يزيد من إنبات البذور.

بالمثل، أشارت دراسات ميدانية أخرى إلى دور مهم لري البذور بالميغاواط في تحسين نمو الشتلات. علاوة على ذلك، تعمل الميغاواط على تحسين كمية ونوعية محصول الفاصوليا وإنباتها، والوزن الطازج، وطول براعم الذرة. بالإضافة إلى ذلك، فإن المعالجة المغناطيسية قبل الزراعة تزيد من عدد القرون لكل نبات وتقلل من خسائر النبات لكل وحدة مساحة. يمكن تعزيز نمو جذور الأنواع النباتية المختلفة باستخدام تقنية MWT15-19. وجد أن جذور نباتات الذرة لديها أعلى معدل نمو تحت MF يبلغ 5 طن متري عند 10 هرتز. علاوة على ذلك، فإن MFs لها تأثير مهم على الوزن الجاف لجذور نباتات عباد الشمس.

التأثيرات على الوزن الجاف للزرع

كشفت نتائج دراسة أن تطبيق معاملة البذور المغناطيسية و/أو المروية بالميغاواط في مواسم مختلفة يزيد بشكل كبير من الوزن الجاف المزروع مقارنة بالمعاملة غير المعالجة. واتساقا مع هذه النتائج، أن الوزن الجاف للشتلات المزروعة من البذور المعالجة مغناطيسيا أعلى بكثير من غير المعالجة فى اللوبيا. أن المياه المعالجة الكهرومغناطيسية تعزز الوزن الجاف للجذر بنسبة 11٪ مقارنة مع مجموعة التحكم . علاوة على ذلك، أن الري بالميغاواط يزيد بشكل كبير من وزن الشتلات.

التأثيرات على منطقة أوراق الزرع

أن الري بالميغاواط يعزز مساحة الأوراق في الشتلات المزروعة. وبالمثل، أفادت العديد من الدراسات الأخرى عن تحسينات في حجم أوراق الشتلات المختلفة التي تزرعها البذور المعالجة مغناطيسيا. وفي هذا الصدد، تبين أن الري بالمياه مغناطيسيا هو تقنية بيئية وغير ضارة. ولذلك، يجب أن يوصى به للتطبيقات الزراعية. أن MW يزيد من محتويات المركبات المعدنية المختلفة للتربة مثل النيتروجين والفوسفور والبوتاسيوم ويحسن ذوبان الأسمدة في التربة المروية بـ MW50.

لقد أظهرت دراسات مختلفة أن امتصاص العناصر الغذائية كان أكبر إذا كان تم استخدام الري بالمياه المعالجة مغناطيسيا. وعلى الرغم من أنه ثبت أن MF يمكن أن يحسن خصائص المياه إلا أن آلياته ليست معروفة جيدا حتى الآن. بالإضافة إلى ذلك، أن ري نبات العدس بالمياه المعالجة مغناطيسياً يعزز إنتاجية المحاصيل المختلفة مثل القرون لكل نبات ووزن القرون، وما إلى ذلك. علاوة على ذلك، فقد أبلغوا عن تحسينات في الخصائص الأخرى مثل ارتفاع النبات والوزن الطازج والجاف للري بالميغاواط مقارنة بالري بمياه الصنبور.

التأثيرات على إنبات البذور

يمكن أن يؤثر المجال الكهرومغناطيسي الخارجي الأمثل على سرعة ونسبة الإنبات. تعد قوة المجال الكهرومغناطيسي ووقت التعرض من بين أهم العوامل التي تؤثر على إنبات البذور ومعدل ظهورها وإنتاجية البذور. يمكن أن يؤدي العلاج المغناطيسي إلى تسريع ظهور النبات لمدة 2-3 أيام، مقارنة بمحطات التحكم. أن جرعة التليف النخاعي ومدة التعرض يمكن أن تؤثر على سمات إنبات البذور المختلفة بما في ذلك الطماطم والبذور العريضة. لقد أثبتوا أن قوة MF تلعب دورا مهما في نسبة الإنبات. وبالاتفاق مع هذه النتائج أن أفضل نسبة إنبات لبذور الطماطم يتم الحصول عليها تحت قوة MF البالغة 0.1 تسلا مع وقت تعرض قدره 10. دقيقة.

أظهرت العديد من الدراسات أن قوة MF لها تأثيرات كبيرة على نسبة الإنبات من خلال تقليل ملوحة الماء. أن علاج MF أدى إلى تحسين عملية الإنبات في ظل ظروف الإجهاد. أثبت أن وقت التعرض للموجات الكهرومغناطيسية يمكن أن يؤثر بشكل كبير على نسبة الإنبات من خلال تعديل ملوحة الماء. وخلصوا أيضا إلى أن زيادة قوة MF تقلل بشكل كبير من عدد الأيام اللازمة للإنبات مقارنة بالبذور غير المعالجة.

تمشيا مع هذه النتائج، أن بذور القمح المعالجة بواسطة MF يمكن أن تسرع عملية الإنبات مقارنة بالعينات غير المعالجة. علاوة على ذلك، يلعب وقت التعرض للـ MF دورا مهما في معدل الإنبات حيث تؤدي فترات التعرض المختلفة إلى الحد الأدنى من الوقت المطلوب للإنبات.

ومع ذلك أن الوقت اللازم للإنبات في كل معالجة مغناطيسية ذات نقاط قوة وفترات مختلفة أقل من القيم المسجلة بواسطة التحكم. زيادة مستوى الملوحة يزيد من الوقت اللازم للإنبات. أفادت بعض الدراسات أن زيادة تركيز الملح يؤخر إنبات بذور الطماطم.

التأثيرات على التربة

بحسب ما ورد أظهر العلاج المغناطيسي فوائد مختلفة للتربة والتي يمكن أن تحسن استهلاك المياه وإنتاجية المحاصيل ونمو النباتات. تتمثل الوظائف الرئيسية الثلاث للمياه المعالجة مغناطيسيا في التربة في إزالة الأملاح الزائدة القابلة للذوبان، وخفض قيم الرقم الهيدروجيني لطبقات التربة، وإذابة المكونات القابلة للذوبان قليلاً مثل كربونات الفوسفات والكبريتات. علاوة على ذلك، تزيد المياه المعالجة مغناطيسيا من حركة المغذيات في التربة.

يعزز استخراج وامتصاص النباتات P وK وN وFe. المياه المعالجة مغناطيسيا تزيد من كفاءة الأسمدة المضافة. المعالجة المغناطيسية للمياه تزيد من امتصاص الماء في التربة. علاوة على ذلك، فإن المعالجة المغناطيسية لمياه الري المالحة تعد وسيلة فعالة لتحلية التربة. معالجة المياه بواسطة MF تقلل من ترطيب أيونات الملح والغرويات مما يزيد من قابلية ذوبان الملح وتجلط الدم المتسارع وتبلور الملح.

أظهرت الدراسات أن غسل التربة بالميغاواط زاد من ترشيح الأملاح القابلة للذوبان الزائدة، وخفض قلوية التربة والأملاح الذائبة قليلاً. يؤدي غسل التربة بالميغاواط إلى زيادة كبيرة في محتوى الفوسفور المتاح في التربة مقارنة بالترشيح بالمياه العادية في جميع أعماق التربة. إن سلوك العناصر الغذائية تحت MF يعتمد على قابليتها المغناطيسية.

الزيادة في تركيزات الأملاح تقلل من نسبة الإنبات النهائية. ويعتبر الانخفاض ملحوظا بشكل خاص بالنسبة للمستويات العالية من تركيز الملح (أعلى من 5000 جزء في المليون). تم العثور على نتائج مماثلة من قبل مجموعات بحثية أخرى وجدت أن زيادة تركيز الملح حتى 2500 جزء في المليون يقلل بشكل كبير من إنبات بذور الطماطم.

منع الترسيب والقضاء عليه

يمكن أن تسبب الجسيمات أو المواد الصلبة العالقة في الماء مشاكل خطيرة في أنظمة توزيع الري وكذلك شبكات مياه الشرب. يمكن أن يؤدي ترسب الحجم إلى عرقلة نظام الري تماما. يؤدي ترسب الحجم بسبب الأكسجين المحبوس إلى زيادة التآكل.

عندما يصبح سطح أي خط أنابيب أو أنظمة تستخدم المياه متقشرا، فإن هذا المقياس العازل يقلل من كفاءة النظام، ويزيد من متطلبات الوقود والصيانة. ولذلك، هناك طلب متزايد باستمرار على تقنيات الوقاية/الإزالة على نطاق واسع، ليس فقط من الناحية الاقتصادية، ولكن لضمان الحد الأدنى من التلوث البيئي الذي يمكن تحقيقه. أحد أهم تطبيقات MW هو الوقاية من النطاق والقضاء عليه. يمكن لبرنامج فعال لمعالجة المياه أن يوفر وفورات كبيرة في كل من وقت الإنتاج وتكاليفه.

يؤثر MWT بشكل مباشر على توازن الكربونات في الماء حيث يحفز تكوين جزيئات كربونات الكالسيوم داخل المحلول. لا يمكن لهذه الجسيمات أن تترسب على جدران الأنابيب والمعدات الأخرى ويتم نقلها إلى مجرى تدفق الأنابيب والتي يمكن إزالتها عن طريق الترشيح.

وجد أن استخدام MW يمكن أن يقلل من الطلاءات المعدنية داخل الأنابيب. بالتحقيق في تأثير MW على كربونات الكالسيوم (CaCO3) عن طريق قمع النواة وزيادة معدل نمو البلورات، وقد لاحظوا انخفاض الحجم. لن تسمح مجموعة جزيئات MW ذات البنية السداسية بربط المعادن بها وتزيل القشور من الأنابيب ولن تسمح بتفعيل القشور الجديدة. أن العلاج المغناطيسي يؤدي إلى ترسيب بلورات الجبس (CaSO4·2H2O) في المحلول.

أفادوا أيضا أن المعالجة المغناطيسية قد تكون علاجًا مفيدًا للوقاية من القشور بحيث يمكنها تقليل هطول الأمطار على الأسطح الصلبة وتسهيل التبلور. علاوة على ذلك، فقد ثبت أن تطبيق MF يمكن أن يقلل من الرقم الهيدروجيني للمحلول وأن هذا التغيير في الرقم الهيدروجيني يؤثر بشكل مباشر على نمو الحجم.

لتطبيق MWT للوقاية من الترسبات الكلسية، يجب أن يمر الماء عبر مغناطيس قوي مثبت على خط التغذية أو فيه. بعد ذلك، عندما يتم تسخين الماء، فإنه يفقد ميله إلى ترسيب القشور على الأسطح الساخنة وتكتسب الرواسب المبنية نسيجًا أكثر مرونة يمكن إزالته بسهولة 66، 26، 24، 26، 27.

في هذا الصدد، أفاد أن استخدام MWT يقلل الحجم بنسبة 48% واقترح  اخر تقليلا بنسبة 22%. يمكن للجهاز المغناطيسي أن يمنع نمو القشور وإزالتها عند خط الماء في حمام السباحة بنسبة 50% – 67%. يمكن أن يؤدي منع الحجم من أنظمة مياه الري إلى تقليل استهلاك المياه بنسبة تصل إلى 30٪.

على الرغم من أن MWT مفيد جدا لتقليل الحجم، إلا أن الآليات الدقيقة للتفاعل بين المعالجات المغناطيسية وكربونات الكالسيوم في المحلول لا تزال غير معروفة. من الضروري إلقاء الضوء على الآلية الدقيقة لتصرفات MWT في ممارسة التأثيرات الفيزيائية والكهروكيميائية وإجراء المزيد من الدراسات المختبرية والميدانية الخاضعة للرقابة. وفي هذا الصدد، تم إجراء القليل من الدراسات حول تأثيرات المعالجة المغناطيسية لمياه الري على نمو النبات وإنتاجية المحاصيل والمياه.

الاعتبارات الفنية

نظام MWT النموذجي عبارة عن شفة بسيطة يتم تركيبها على خط الأنابيب الرئيسي وتحتوي على تحريضات مغناطيسية قوية ومحددة تعمل على إعادة هيكلة المياه والمعادن التي تمر عبرها. معظم الأجهزة مضمنة في الخط وغير غازية بدلاً من التيار الجانبي. تتطلب الأجهزة الغازية إزالة جزء من الأنابيب واستبداله بالجهاز.

معظم الأجهزة الغازية يكون قطرها أكبر من جزء الأنبوب الذي تحل محله. القطر المتزايد هو جزئيا وظيفة العناصر المغناطيسية أو الكهرومغناطيسية، وأيضا وظيفة منطقة التدفق المقطعي. إن منطقة التدفق عبر الأجهزة تعادل بشكل عام مساحة التدفق لقسم الأنبوب الذي تمت إزالته.

تم تصميم الأجهزة الموجودة في الخط بحيث يتم لفها حول الأنبوب. ولذلك، يتم تقليل وقت التوقف عن العمل أو وقت خروج الخط من الخدمة أو التخلص منه. في MWT، عندما تمر مياه الري تحت MF، فإنها تكتسب لحظة مغناطيسية تستمر لمدة 24 إلى 48 ساعة. تعتمد المعالجة المغناطيسية لمياه الري على كثافة MF، وتكوين الأملاح الذائبة وسرعة عبور الماء فى قطر 0.5 بوصة.

الخلاصة

فتحت MWT طرقا بحثية جديدة في مجال الزراعة. تعد السلامة والتوافق والبساطة والصداقة البيئية وتكلفة التشغيل المنخفضة والتأثيرات الضارة غير المؤكدة من المزايا الرئيسية لهذه التقنية. يعد تحسين نوعية مياه الري وكميتها، وإنتاجية المحاصيل ونوعيتها، وتحسين التربة، ومنع/إزالة الترسيب في أنظمة استخدام المياه، وتوفير المياه، من بعض الفوائد المبلغ عنها لـ MWT في الزراعة.

بالإضافة إلى ذلك، أظهرت معالجات MF آثارا مفيدة على إنبات البذور ونمو النبات وتطوره ونضج وإنتاجية المحاصيل الحقلية. التحدي الرئيسي في تطبيقات MW في الزراعة هو التكامل الفعال لمكونات الري، وتصميم المضخات المناسبة المتوافقة مع المتطلبات الفنية والميدانية لأنظمة MWT المغناطيسية.

من الضروري إلقاء الضوء على الآلية الدقيقة لتصرفات MWT في ممارسة التأثيرات الفيزيائية والكهروكيميائية وإجراء المزيد من الدراسات المختبرية والميدانية الخاضعة للرقابة. وفي هذا الصدد، تم إجراء القليل من الدراسات حول تأثيرات المعالجة المغناطيسية لمياه الري على نمو النبات وإنتاجية المحاصيل والمياه. بالإضافة إلى ذلك، هناك حاجة إلى مزيد من التجارب الميدانية والمخبرية للتغلب على التحديات الميدانية واكتساب المعرفة حول آلية عمل MWT.

المراجع

• Belyavskaya, N., Biological effects due to weak magnetic field on plants. Advances in space Research, 34(7): p. 1566-1574 (2004).
• Belyavskaya, N., Ultrastructure and calcium balance in meristem cells of pea roots exposed to extremely low magnetic fields. Advances in Space Research, 28(4): p. 645-650 (2001).
• Cai, R., et al., The effects of magnetic fields on water molecular hydrogen bonds. Journal of Molecular Structure, 938(1): p. 15-19 (2009).
• Coey, J. and S. Cass, Magnetic water treatment. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 209(1): p. 71-74 (2000).
• Gholizadeh, M. and H. Arabshahi, The effect of magnetic water on growth and quality improvement of poultry. Middle-East Journal of Scientific Research, 3 (2008).
• Hajer, A., et al., Responses of three tomato cultivars to sea water salinity 1. Effect of salinity on the seedling growth. African Journal of Biotechnology, 5(10) (2006).
• Kozic, V. and L. Lipus, Magnetic water treatment for a less tenacious scale. Journal of chemical information and computer sciences, 43(6): p. 1815-1819 (2003).
• Min, S., Z.T. Jin, and Q.H. Zhang, Commercial scale pulsed electric field processing of tomato juice. Journal of agricultural and food chemistry, 51(11): p. 3338-3344 (2003).
• Podleoeny, J., S. Pietruszewski, and A. Podleoena, Efficiency of the magnetic treatment of broad bean seeds cultivated under experimental plot conditions. Agrophys, 18: p. 65-71 (2004)
• Qi, D., et al., Simple approach to wafer-scale self-cleaning antireflective silicon surfaces. Langmuir, 25(14): p. 7769-7772 (2009).
• Rochalska, M., Improving of seeds quality with the frequent magnetic field. Part. I. Laboratory experiments. Biuletyn-instytutu Hodowli I Aklimatyzacji Roslin, 2001: p. 61-76.
• Turker, M., et al., The effects of an artificial and static magnetic field on plant growth, chlorophyll and phytohormone levels in maize and sunflower plants. Phyton, 46(2): p. 271-284 (2007).
• Yadollahpour, A. and Z. Rezaee, Electroporation as a New Cancer Treatment Technique: A Review on the Mechanisms of Action. Biomedical & Pharmacology Journal, 7(1): p. 53-62 (2014).

Yamashita, M., C. Duffield, and W.A. Tiller, Direct current magnetic field and electromagnetic field effects on the pH and oxidation-reduction potential equilibration rates of water. 1. Purified water. Langmuir, 19(17): p. 6851-6856 (2003).