土壤改良剂聚丙烯酰胺的研究进展.pdf
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- 土壤改良剂 聚丙烯酰胺 研究进展
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第38卷第7期
人民黄河
Vol. 3
2016年7月
YELLOW RIVER
Jul.,2016
水土保持〕
土壤改良剂聚丙烯酰胺的研究进展
陆绍娟2,王占礼2
(1.西北农林科技大学水立保持研究所,陕西杨凌712100:2.西北农林科技大学黄立高原主壤侵蚀与
中囯科学院
早地农业国家重点实验室,陕西杨凌712100:3:利部水土保持研究所,陕西杨凌712100
摘要:加强水土保持和培肥土壊是当前国土整治的重要任务之一。综合前人的研究成果,归納总结土域改良剂PAM
对土壤的调控效应及作用机理,展望PAM的应用前景,以期为深入研究和推广运用PAM提供参考。PAM可以胶結土
壤颗粒,改善土壤物理性状,防止土、水、肥流失,提高作物产量,还可以数善盐碱地、防治风饿,对环境并无毒害作用,但
PAM对土孃的调控效应受其分子壘、水解度、施用量等的影响,影响共在实际生产中的推广运用。应加强PAM施用技
术理论体系建立,加快新型PAM研发,提高PAM对土策的调控效应及其带来的祭济效益,为PAM在实际生产中的推广
运用提供理论支撑
关键词:聚两烯胺;改良剂;土壤結构;研究进展
中图分类号:SI57.3
文献标志码:
dloi:10.3969/j.isn.1000-1379.2016.07.018
强水土保持、培肥土壤是当前国土整治的重要介绍。随着工业技术的发展,PAM的生产工艺更加
任务之一。化学调控技术作为一项新兴的水肥週控技成熟、成本大大降低,其应用越来越受到人们的关注和
术措施,是将化学制剂直接施用到士壤或作物上,使水重视。
肥损失量减少、水肥利用效率提高,从而减轻农业生产
对生态环境造成的不利影响。当前在化学凋控技术中2PAM对士壤的吸附研究
运用最为广泛的化学材料是聚丙烯眈胺(PAM),其作
PAM分子中的基键与土壤颗粒间会形成吸附力
用机理是通过分予结构中的基键与土壞颗粒间形成吸使土壤颗粒胶结在一起,形成大团聚体,从而改善土壤
附力,维系土壤结构,防止土壊结皮,提高土壤人渗率,结构。研究表明,PAM在土壤中的吸附等温线符合
滅小地表径施,减径士壤侵連,増運土保肥能力,最1 anguli吸附模式21。PAM在固体物质上的吸附
终达到作物增产的目的。笔者综合前人的研究成果,力主要包括:PAM与吸附剂表面间形成的氯健力,范
探讨士壊改良剂PAM対土裏的调控效应及作用机理,徳华力,表面金属离子与PAM分子中的富电子基闭
展望PAM的应用前景,以期为深入研究和推广运用
如-NH2、-COO等)间的配位键力,PAM中的羟酸基
PAM提供参考。
与吸附剂中的AP*间的静电吸引力(吸附剂表面的阴
1PAM概述
离子与PAM分子上的负电荷间的静电排斥力是阻得
吸附的力)。吸附力与排斥力的大小关系影响着聚合
PAM是聚内烯酰胺及其衍生物的统称,通式为物的吸附量23?3。土壤对PAM的吸附受很多因
(C3HON)。,一般呈自色,溶于水。由于PAM分子结素的影响,如土壤质地、矿物组成、溶解盐组成、有机物
构中含有洗鍵,易形成氢鍵,因此具有救强的絮凝性组成及其含量、p值等。匡丽等采用静态吸附法
和黏合性,可胶结上壤颗粒,形成上壤团粒结构。PAM研究了PAM在黄土和盐破土上的吸附,结果表明在相
产品主要有水溶液胶体、粉状、乳液三大剂型,每种剂同试验条件下,PAM在盐碱土上的饱和吸附量比在黄
型都有不同的离子型。根据PAM分子链上的官能基土上的大。相比非盐渍化沙壤土上的饱和吸附量,
在水中的离解性质,将其分为阳离子型、阴离子型、两PAM在轻度、中度及重度盐溃化沙壤土上的饱和吸附
性离子型、非离子型4种类型,其中阴离子型PAM被量分别増加8.82%、52.94%、63.24%12。荆国林
广泛运用于土壤改良中。
20世纪80年代,人们发现阴离子型PAM不仅能
收稿日期:2015-1015
基金项目:国家自然科学基全资助项目(4147120),41712
改善土壊结构,而且还能大幅降低其应用成本,美国、407172
以色列等国将PAM用于农业生产,取得了显著效果
作者简介:陆绍娟(190-),女,云南陆良人,硕士研究生,
90年代中期,美国将PAM作为水保措施产品进行规
研究方向为土域侵蚀
通信作者:王占礼(1960-),男,陕西榆林人,研究员,博士
范使用,并在1999年的国际土壤保持会议上就PAM生导师,主要从事土侵蝕过程及预报模型研究工作。
作为土壞侵蚀调理剂对土壤和作物的影响进行了详细
E-mail:zwano(@nwsuaf.edu.cn
人民黄河2016年第7期
等采用静态吸附法研究了PAM在黑钙土和盐碱温?。
土上的吸附行为,结果表明:温度过高不利于PAM在
PAM对土.壤结构的改良有一定的适用范围。
土壤中的吸附:pH值对PAM在土壊上的吸附有很大 Sojka P.F.等?将PAM施用于田间车辙区后发现,
影响,酸性环境土壤对PAM的吸附增强,碱性环境土PAM对土:壤入渗和灌水进程几乎无影响,说明PAM
壤对PAM的吸附减弱,屮性环境最有利于盐碱土对对结构性状差土壤的改良作用效果不明显。
PAM的吸附;随着电解质浓度升高,PAM在土壤颗粒
(2)防治水土流失。从20世纪90年代开始,人
上的吸附增强。
们开始将水溶性PAM用于防治水上流失。 Sojka Bob
PAM在土壤表面的吸附是单层吸附,由链、环、尾等?按施用量为1.3kg/hm2将PAM加人坡耕地沟灌
3部分组成“,[?。当土壤中的电解质浓度较低时,水中,土壤流失量平均减少了94%,人渗量平均增加
PAM分子主要以链序态吸附在土壤表面;当电解质浓了15%。冯浩等在15°的黄土坡面上施用0.8g/m2
度较高时,PAM分子以链环态、链端态吸附为主の。的PAM,坡面产流量减少了16%,试验条件下5m2坡
刘光全“将聚合物在固液界面上的吸附分为几个基面的产沙量不足1kg,沙率为87,.87%。唐泽军、雷
本步骤:聚合物在液相中分散并于界面处吸附,聚合物廷武等2在不同雨强和坡度条件下对3个不同覆
压缩产生“胶溶作用”,覆有聚合物的颗粒“相撞”形成盖率的区域进行持续降雨试验,结果表明PAM可使降
架桥。
水入滲量增加20%~60%,土壤流失量减少90%
3PAM对土壤的调控效应
99%,且随着PAM施用量增大,土壤的降水入渗率增
大、土壤流失量减少。在降雨初期,雨滴的打击作用使
(1)改善土壤壊的物理性状。PAM通过分子链上的表层土颗粒分散、迁移,坡面开始发生土壤侵蚀。当
基键将土壤颗粒连接在一起,从而改善土壤的物理性坡面施用PAM后,土壤溅蚀速率减小,土壤表面结皮
质,使土壤团聚体含量增加、容重降低、总孔隙度増大、形成的时间推迟,在坡面形成径流后,径流中的含
饱和水含量及田间持水量增加、水分蒸发受到抑沙量減少70%~90%,有效降低了结皮的物质来
制
源。刘纪根等2将PAM施用于扰动红土上,结果
曹丽花等叫用浓度为0.05%~0.40%的PAM处使土壤可蚀性降低(由13.223g/(min?N)降低到
理黑垆土、黄绵土、风沙土3种类型的土壤发现,PAM0.269g/(minN)、径流临界剪切力増增加(由0.77
増加了土壤中大于0.25mm的水稳性团聚体含量,降N/(m2:min)增加到1.47N/(m2?min)。PAM与展开阅读全文

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