مقدمه
در کشور ایران، آب در تولیدات کشاورزی، صنعتی و تأمین نیازهای بهداشتی و شرب نقش اساسی را ایفا میکند و بخش کشاورزی حدود 70 الی 90 درصد مصرف آب کشور را به خود اختصاص داده است. این در حالی است که کارایی مصرف آب در بخش کشاورزی بسیار پایین و غالبا در حدود 30 درصد است. کاهش مصرف آب در بخش کشاورزی مستلزم اتخاذ روشهای کاهش مصرف آب، افزایش کیفیت آب و تغییر رویه از آبیاری سطحی به سمت سامانههای کمفشار و تحت فشار است. در این راستا فناوری آب مغناطیسی موضوعی است که در سالهای اخیر توجه بسیاری از کارشناسان بخش آب و کشاورزی را به خود جلب نموده است. آب مغناطیسی به آبی اتلاق میشود که از یک میدان مغناطیسی عبور کرده و در نتیجه خواص فیزیکی آن تغییر یافته است. در تحقیقات مختلف انجام شده در دنیا بیان شده است که تغییرات ایجاد شده در آب بوسیله اعمال میدان مغناطیسی، ضمن بهبود کارآیی و افزایش طول عمر تجهیزات و تأسیسات مورد استفاده در بخش کشاورزی، میتواند اثرات مختلفی بر کیفیت آب، خاک، گیاه، دام، طیور، حشرات مفید و آبزیان داشته باشد که مقاله حاضر به نقل از تحقیقات انجام شده به شرح مختصری درباره هریک از موارد مذکور میپردازد:
- اثرات اعمال میدان مغناطیسی بر کیفیت آب و تجهیزات آبیاری
افزایش کارایی آبیاری در مزرعه، بخصوص در سامانههای تحت فشار و بدون خاک همچون هیدروپونیک مستلزم کنترل ناخالصیها و املاح کربناته و بیکربناته میباشد. در واقع سختی بالای آّب آبیاری و محتوای بالای بیکربنات کلسیم و منیزیم موجب تشکیل رسوب و ایجادگرفتگی درلولهها و خصوصا نازلها و قطره چکانها میشود که مسیرعبور آب را مسدود نموده و همچنین اندامهای هوایی گیاهان را میپوشاند و این امر کندی تنفس و کاهش رشد گیاه را در پی خواهد داشت. اگرچه، اجرای سیستمهای آبیاری کم فشار با لولههای زیرزمینی و سیستم آبیاری تحت فشار (قطره ای و بارانی) امکان حصول راندمان آب در سطح مزرعه را تا حدود 95 درصد فراهم میآورد؛ ولی به دلیل ناخالصیهای موجود در آب، عمرمفید تجهیزات مورد استفاده، به شدت کاهش مییابد. پالایش الکترونی آب که جزء روشهای فیزیکی تصفیه آب به شمار میرود با اعمال انرژی مغناطیسی میتواند آب ساده را به مایعی با اثر بخشی بالا تبدیل کند، به طوری که خواص فیزیکی آب مغناطیسی شده از جمله دما، وزن مخصوص، کشش سطحی، ویسکوزیته و قابلیت هدایت الکتریکی آن تغییر مییابد. با اعمال میدان مغناطیسی بدون اضافه کردن اسید، مواد شیمیائی و سمی به آب، روند تشکیل رسوبات تا حد قابل توجهی کاهش مییابد و رسوبات از قبل تشکیل شده نیز بصورت تدریجی از بین خواهند رفت. در رسوبزدایى الکترونیکى، یک میدان الکترومغناطیسى پیچیده، با اعمال نیروى بر روى یونهاى املاح رسوبگذار (که عمدتا از نوع بیکربناتهاى محلول بوده و از عوامل اصلى سختى آب میباشند)، آنها را از حالت یونى خارج کرده و به شکل مولکولى تبدیل میکند. نتیجه این فرآیند، تبدیـل کریسـتـال یـونى (سخت و چسبنده) بـــه کریستال مولکولى (نرم و غیرچسبنده) است. مولکولهاى حاصله به یکدیگر ملحق شده و طبق پدیـده دانه برفى یا snow ball در آب بصورت شناور باقى میماند و بدین سان نه تنها رسـوب گــذارى املاح متوقف مىگردد، بلکه امکان حذف این املاح معلق توسط فیلترهاى نسبتاً ساده نیز امکان پــذیر خواهد شد. از سویى دیگر با آزاد شدن مولکـولهاى آب درگیر در هیدراتاسیون املاح رسوبگـذار ، کاهش بیش از 10 درصد کشش سطحى آب و افزایش توان حلالیت عناصر در آب، رسوبات پیشین نیز از جداره رها شده و در آب حل خواهند شد. با افزایش توان حلالیت آب، بهبود کارایی مصرف کود و ریزمغذیها، امری قابل انتظار خواهد بود.
- اثرات آبیاری مغناطیسی بر خاک
آبیاری با آب شور در خاکهای بـا بافـت ســنگین، باعــث پراکنــدگی ذرات رس، کــاهش در نفوذپذیری خاک به دلیل بسته شـدن منافـذ خـاک، کاهش در تخلخل و هدایت هیدرولیکی خاک میشود. از سویی دیگر، نمکهای موجود در خاک و آب در اثر پدیده مویینگی در سطح خاک جمع شده و موجب تشدید مشکل شورهزایی و سفت شدن خاک میگردند. همچنین، تجمع نمک علاوه بر سطح خاک در اطراف ریشهها نیز تشکیل میشود که موجب کاهش رشد گیاه و پیری زودرس آن میشود. در این راستا آبیاری مغناطیسی با تبدیل نمودن آب سخت به آبی سبکتر، و افزایش سرعت نفوذ آب نقش مهمی در کاهش هدایت الکتریکی خاک و آبشویی املاح از ناحیه رشد ریشه، و در نتیجه پوکتر شدن خاک دارد.
- اثرات آبیاری مغناطیسی بر گیاه
با کاهش اثرات تنش شوری، املاح و رسوبات تحت استفاده از آبیاری مغناطیسی، بهبود رشد و عملکرد گیاه، امری قابل انتظار است. در مورد سایر مزایای استفاده از آب مغناطیسی در کشاورزی گفته شده است که این نوع آب نسبت به آب معمولی، کشش سطحی کمتر و قابلیت نفوذ و حلالیت بیشتری داشته و سبب افزایش فعالیت آنزیمها، پروتئینها، کلروفیل، رنگدانه، اسید نوکلئیک و قطبیشدن ملکولها در سلولهای زنده گیاهان میگردد. همچنین برخی نتایج نشان داده است که فعالیت عناصر غذایی موجود در خاک در زمانها و فواصل مختلف از منبع آب مغناطیسی متغیر بوده و رفتار آب مغناطیسی نیز در انتقال عناصر غذایی در خاک متفاوت از آب معمولی میباشد. سازوکار اثر سودمند آب مغناطیسی بر رشد گیاهان هنوز مشخص نیست و اثرات سودمند آن ممکن است مربوط به تغییر ساختار آب و فیزیولوژی گیاه و سلول باشد؛ بدین صورت که به عقیده برخی از پژوهشگران میدان مغناطیسی سبب تضعیف یا شکستگی پیوندهای هیدروژنی شده و مولکولهای آب تک واحدی را تشکیل داده و در سلولهای زنده بیشتر نفوذ کرده و سبب افزایش رشد گیاهان میشود. از سویی دیگر، با اعمال میدان مغناطیسی، آب به نوعی پاستوریزه شده و از بیماریهای گیاهی (قارچی، باکتریایی و ویروسی) پیشگیری شده و در نتیجه از میزان مصرف سموم شیمیایی کاسته میشود و گیاه شادابتر، سبزتر و سالمتر به نظر میرسد. ماحصل تمام موارد ذکر شده میتواند افزایش در کمیت و کیفیت محصول باشد.
- اثرات آب مغناطیسی بر دام، طیور،آبزیان و زنبورداری
در صنعت پرورش دام، طیور، آبزیان و زنبورداری، آب مغناطیسی با افزایش توان حلالیت و نفوذ آب، موجب تسهیل فرآیند حل و جذب داروها و مکملهای غذایی و ویتامینها (از طریق بهبود روند انتقال آنها از طریق غشاهای بیولوژیک) جلوگیری از تشکیل رسوبات ژلاتینی در مخازن و استوکها خواهد شد که این پدیده به کاهش مصرف داروها و مکملها نیز میتواند کمک نماید. از طرفی با پایین آمدن بار میکروبی آب و اثربخشی دو چندان داروها و واکسنها مقاومت این جاندارن در برابر بیماریها بیشتر شده که کاهش تلفات را به دنبال دارد.
نتیجه گیری
فناوری آب مغناطیسی به سبب مزایای آن در بهبود کمیت و کیفیت تولید محصولات کشاورزی و بهبود کیفیت آب در مناطق خشک، شور و قلیایی، در سالهای اخیر توجه کارشناسان بخش آب و کشاورزی را به خود جلب نموده است و در شرایط کنونی کشور که تأمین آب سالم و با کیفیت، بهبود امنیت غذایی و توجه به محیط زیست مطرح است مغناطیده کردن آب با استفاده از اصلاحگرهای مغناطیسی بجای مواد شیمیایی میتواند امری موثر باشد. البته لازم به ذکر است که به کارگیری و اجرای آن در هر بخش باید همراه با دانش و رعایت نکات دقیق علمی، فنی و تخصصی باشد.