哈市用PAM聚丙烯酰胺可改良与保肥减少土壤侵蚀

 　土壤结构改良与改良与保肥聚丙烯酰胺可减少土壤侵蚀的同时，可有效改善土壤结构，使土壤大团聚体数目增加，使土壤总孔隙度和毛管孔隙度上升，降低土壤容重，最终使土壤颗粒和孔隙结构保持稳定。聚丙烯酰胺还显著影响土壤对肥料元素的吸附，聚丙烯酰胺通过稳定水稳性团粒结构以及对肥料元素吸附，抑制肥料元素流失，提高肥料利用率。经过聚丙烯酰胺处理后的土壤有机质、速效氮、速效磷和速效钾等含量会显著提高。通过土壤吸附肥料和土壤肥料淋溶试验得出，聚丙烯酰胺可以使土壤对NH4+和NO3－的吸附分别增加30．6%～62．6%和2．5%～16．3%。肇普兴等的试验结果表明，在坡度为6°、10°、15°时施聚丙烯酰胺，其保肥率分别提高了80%、65%和55%。杜尧东等通过田间坡地试验研究表明，坡地施用阴离子型分子量300万～400万的聚丙烯酰胺，可减少地表径流，提高土壤水分含量，促进土壤沉降，减少土壤侵蚀量和肥力流失。员学锋等通过室内模拟试验表明，聚丙烯酰胺处理可使土壤淋溶液中的N、P累积量分别较对照减少了42．40%、43．85%，同时随着聚丙烯酰胺浓度的增加，土壤中养分淋失进一步减少。曹丽花等试验结果表明，在浓度为0．05%～0．4%，聚丙烯酰胺可促进土壤＞0．25mm水稳性团聚体的形成，并有效降低土壤团聚体分形维数，改善土壤结构。聚丙烯酰胺对土壤结构的改良与其施用量有很大程度的关系，可知，聚丙烯酰胺施用后使土壤孔隙度明显增加，但随着使用量的增大增加的幅度减慢;使用量在1．0～1．5g/m2，容重变化显著，平均减少0．09～0．11，再增大则效果不明显。
保温
聚丙烯酰胺施入土壤，水分被网状结构吸持，自由水减少，从而使土壤传导率降低，因此土壤的温度白天较低，夜间较高，日温差减小，利于植物生长发育。研究表明，聚丙烯酰胺对创建土壤中粒径0．25～4．00mm的团粒结构有利，同时还可以明显提高土壤的膨胀率和土壤的保温性能。中国农业科学院土壤肥料研究所在北京潮褐土冬小麦地地表撒施0．1%聚丙烯酰胺，发现其对5cm土层温度影响最大，地表最高、最低温度和平均温度均提高
增产
聚丙烯酰胺增强了土壤的保水性和保肥性，增强了土壤的团粒结构，提高了土壤的通透性和抗旱能力，给作物的生长提供了相对优越的条件，显著促进作物生长发育并提高了作物产量。Stern R随灌溉向地表撒施20kg/hm2的聚丙烯酰胺，小麦产量提高了9．0%。试验结果表明，施用聚丙烯酰胺可促使莴苣、大麦干物质质量提高，zui高处理较对照增产4倍，水分利用率增长了3倍］。Shock C．C．等在马铃薯地施加聚丙烯酰胺，增大了马铃薯块茎，产量提高了7．6%～2．5%。杜社妮等试验表明，玉米生育期间浅层土壤贮水量随聚丙烯酰胺的使用量增加而提高; 玉米叶片光合速率、茎叶生物量、根系生物量、果穗生物量、茎杆粗度、籽粒产量、千粒重也随聚丙烯酰胺施用量的增加而提高; 从播种到成熟期，玉米耗水量减少，水分利用效率、水分产出率极显著提高。研究表明，聚丙烯酰胺在黄土地旱作农业中应用，具有提高经济效益的作用，为聚丙烯酰胺大面积推广提供了条件。
影响因素
施用方式及使用量在干旱地区，土壤结构不稳定，降水或灌溉期间易导致土壤板结，造成土壤水分入渗减少和地表径流增加。夏江海等认为聚丙烯酰胺用量为0．3～1．2g/m2，相当于3～12kg/hm2，可有效防止土壤侵蚀; 当聚丙烯酰胺用量为5、10、20mg/L时，可增加降水入渗，但对不同质地的土壤应具体分析。聚丙烯酰胺在低用量时具有较好的凝结作用，可稳定土壤结构，可作为土壤稳定剂;用量太大，成本提高，造成浪费，甚至有时还会起到反作用。聚丙烯酰胺在土壤中应用存在一个阈值，通过对这个阈值的分析，可充分发挥其保水保土作用。通常聚丙烯酰胺的施用方法主要有两种: 一是将聚丙烯酰胺随灌溉水施用，另一种是在地表直接撒施［5］。对于雨养农业地区，若将聚丙烯酰胺溶于水喷洒在地表，需要大量的水，操作困难，因此一般情况下选用干洒法。RESojka等对沙壤土采用两种施用方法:一是在施用前将聚丙烯酰胺溶于水，喷洒于土壤，另一种是直接撤施聚丙烯酰胺颗粒，喷洒聚丙烯酰胺可减少泥沙81%，撒施可减少泥沙88%。于健等对不同形态聚丙烯酰胺( 溶胶态、溶液与干粉状) 的土壤入渗、侵蚀量进行了研究，结果表明，3种形态的聚丙烯酰胺对增加土壤水分入渗，减少土壤侵蚀均有显著影响，且干粉状聚丙烯酰胺由于施用效果较好，方法简便易广泛推广。由于聚丙烯酰胺溶解、喷洒等不便，一般很少采用喷洒法
分子量
聚丙烯酰胺是高分子聚合物，在分散土壤细粒间的桥键作用和在土壤团粒外表面形成保护网的作用较强。在水土保持方面高分子量的聚丙烯酰胺比低分子量的效果好，但分子量过高，分子不易在土层中扩散和对流，限制改良土层深度，并容易在土壤表面形成高分子胶结土壤膜状薄层，反而减弱土壤的渗透性。农业生产中，高分子量聚丙烯酰胺链长过长，会在相邻的黏粒之间形成“搭接桥”，使粘结作用增强，但链长过长则会使水分难以穿透，不能进入土壤团聚体空隙，使施用效果下降，一般选择中分子量聚丙烯酰胺。同时还需根据不同土质选择适宜分子量的聚丙烯酰胺。一般来说，砂土通常选择高分子量的聚丙烯酰胺(18mg/mol)，而质地较密实的壤土可以选择分子量较低的聚丙烯酰胺(6mg/mol) 。同时还应注意到在分子量相同的情况下，高离子度能引起聚合物分子间相互排斥，降低土粒对其的吸收程度，因此一般采用的离子度是20% ～30%。