应用聚丙烯酰胺改善砂土保水性的试验研究

高分子聚合物聚丙烯酰胺作为土壤结构改良剂很早就被人发现[1～3]，但应用于水土保持领域
在国内外尚处于起步阶段。
1 材料与方法
1.1 供试材料供试聚丙烯酰胺由辽宁省抚顺市化工六厂生产，阴离子型，分子量3000000～
4000000，粉剂。供剂土样采自辽宁省阜新市彰武县章古台的风砂土，风干后，用0.1mm孔径过筛，
除去其中的草梗等杂物。
1.2 研究方法聚丙烯酰胺用量设0.2，0.5，1.0g3个水平，分别均匀溶解于840g清水中，与6kg
土壤拌和，另设等重量清水为对照，重复3次，随机分组排列。在塑料圆筒的底部用直径7mm的手电
钻，按梅花形钻渗水孔5个，并铺设滤纸1张以防止土粒的渗出。聚丙烯酰胺溶液及清水均匀拌和后
的土样，逐层回填到顶部直径21cm，底部直径17.5cm，高度18.4cm的塑料圆筒里。在各塑料
圆筒的底部放置一塑料盆承接渗出的水分。静置24h，待土样达稳定状态后，于3月23日向各塑料
圆筒补水至同等水量1500g，然后观测水分入渗至土样表面水层消失的时间、塑料盆里的水的渗
出量、筒内土样下沉距离，计算出筒内土样的密度。为了解聚丙烯酰胺保水的持效性，将塑料盆里的
渗出水量重新倒回各塑料圆筒，继续承接渗出水量，共观测3次。用电子秤定期称出各塑料圆筒的重
量，计算出筒内土样的含水率。
2 结果与分析
2.1 聚丙烯酰胺对土壤水分入渗时间的影响不同处理土壤水分入渗至土样表面水层消失的时间见
表1。由表1可以看出，用聚丙烯酰胺处理的土样，水分入渗时间明显小于对照，并且入渗时间随聚丙
烯酰胺用量的增加而缩短，施用0.2，0.5，1.0g聚丙烯酰胺的土样水分入渗时间平均为6.7，4.5，和
2.3min，仅为对照的6.1%，4.1%和2.1%。施用聚丙烯酰胺加速了水分入渗，这对于减少地面径
流和保土效果都会产生积极的作用。
2.2 聚丙烯酰胺对土壤水分渗出水量的影响2000-03-24，03-26和03-27观测了各处理土壤的水
分渗出量见表2。结果表明，施用聚丙烯酰胺可显著降低土样的水分渗出量，并且随聚丙烯酰胺用量
增大，而土样水分渗出量减小，施用0.2，0.5和1.0g聚丙烯酰胺的土样水分渗出量分别为对照的
48.5%、16.2%和3.2%。这说明施用聚丙烯酰胺可以减少土壤水分的深层渗漏，增强土壤的保水
性能。同时也表明，聚丙烯酰胺增强土壤保水性的效果具有一定的持久性，一次性施用聚丙烯酰胺，
对多次渗入土壤的水分都具有一定的保持作用。
2.3 聚丙烯酰胺对土壤密实度的影响各处理补水前(03-22)和补水后(03-23)土样表面水层消失
后土样表面至塑料圆筒顶缘的距离变化见表3。从表3可以看出，施用聚丙烯酰胺后土样下沉距离减
小，补水后较补水前土样下沉距离对照区下降了40%，施用0.2、0.5和1.0g聚丙烯酰胺的土样分
别下降了26.9%、8.3%和4.2%。补水前和补水后土样表面水层消失后土样的密度变化见表4。
从表4可以看出，补水后各处理的土壤密度都比补水前有所增加，但施用聚丙烯酰胺的处理其土壤密
度增加量明显偏小，并且随聚丙烯酰胺用量的增加，土壤密度的增加量渐趋不明显，与补水前相比，对
照区土壤密度增加9.6%，施用0.2，0.5和1.0g聚丙烯酰胺的处理分别增加了5.7%，2.7%和1.4%
。 以上分析表明，施用聚丙烯酰胺可以减少土壤的下沉，减缓土壤密度的增大，避免土壤紧实板
硬，从而保持土壤良好的疏松结构。
2.4 聚丙烯酰胺对土壤含水率的影响聚丙烯酰胺不仅可以迅速吸收水分，降低水分渗出量，而且其
亲水基团吸附水分子，不易使水分子蒸发，从而达到吸收水分和缓释水分的目的。不同处理土壤的含
水率变化见图1。从图1可以看出，由于蒸发损耗，各处理土壤含水率随时间的延长都呈降低趋势，但
在观测时段内，施用聚丙烯酰胺土样的含水率都高于对照，并且聚丙烯酰胺用量越大，土样含水率越
高。
3 结 语试验结果表明，施用聚丙烯酰胺可以缩短水分渗入土壤的时间，加速水分渗入土壤的速度，
减少土壤水分渗出量，抑制土壤水分蒸发，因此，在田间施用聚丙烯酰胺将有助于减少降雨后的地面
径流和深层渗漏，增强土壤的持水能力和保水性能；施用聚丙烯酰胺还可以减缓土壤密度的增大，避
免土壤紧实板硬，从而保持土壤良好的疏松结构，这将有助于作物的生长发育。□