聚丙烯酰胺对盐渍化土壤物理和水力特性的影响及机理研究

【摘要】近年来,我国土壤盐渍化和次生盐渍化问题日益突出,由此引起了土壤结构和理化性质的剧烈变化。聚丙烯酰胺因其在改善无盐土壤结构、保持水分和防止肥料流失等方面发挥的积极作用已被逐渐推广应用,然而在对盐渍化土壤方面的研究相对较少。为此,本文通过室内试验与田间试验相结合的试验方法,详细研究了不同施用量下800万、1200万和1600万分子量聚丙烯酰胺对轻度、中度和重度盐渍化土壤物理特性、水力特性、土壤水分蒸发量、吸附量等的影响及其机理,旨在探讨不同程度盐渍化土壤与聚丙烯酰胺的相互作用规律,为聚丙烯酰胺在盐渍化土壤方面的应用提供必要的数据支撑和理论指导。研究结果如下：1.聚丙烯酰胺的混合施用分别增加非盐和盐渍化土壤的饱和含水量、田间持水量,增大土壤>3mm、2-3mm、2-1mm、1-0.6mm团聚体含量和毛管孔隙率,减小<0.25mm团聚体含量和土壤容重。2.不同盐渍化土壤施用PAM后土壤的饱和导水率、水平扩散率、入渗速率均降低且随着PAM施用量的增大而减小。不同分子量,相同掺量下分子量越大,饱和导水率、水平扩散率、入渗速率越小。相同分子量、相同掺量,不同盐渍化土壤的饱和导水率、水平扩散率、入渗速率随着盐分的增加而减小。PAM的混合施用增加了相同水吸力下的盐渍化土壤的含水量,且随着施用量的增加持水能力增强；不同程度盐渍化土壤持水能力表现为重度>中度、轻度>无盐3.相同的土壤盐分和PAM分子量下,各种盐渍化土壤的累积蒸发量随着PAM施用量的增加而减小；相同的施用量和盐分含量下,PAM分子量之间对不同盐渍化土壤累积蒸发量的影响不显著；相同的施用量和分子量下,不同土壤的累积蒸发量与盐渍化程度成反比4.PAM在无盐土壤、轻盐土壤上的作用效果显著,且在无盐土壤上选取800万分子量1：2500,在轻盐土壤上选取1200万1：25005.800万、1200万、1600万分子量PAM最佳液固、平衡吸附时间分别为25：1、20：1、20：1,6、8、8小时。不同盐渍化土壤达到最大饱和吸附量时,800万、1200万、1600万最佳浓度为400、300、300mg/l。6.二价阳离子对PAM粘度影响较一价阳离子显著且钾、钠离子含量500、300mg/l时PAM粘度最小,PAM粘度的变化规律是随着pH的升高逐渐增大,当到达7之后,粘度降低但减小幅度较小。7.通过正交试验采用综合评分法,以产量为主要因子,确定S1F2P2为最优组合即每亩灌水150m3、施肥50kg、PAM施用5kg。8.PAM是高分子物质,分子在溶解的过程中会吸附水分子使得PAM分子发生溶胀,小范围聚集土壤水分。并且PAM溶解到水中后会形成网状结构,并使得土水溶液的粘度增加,伴随微小的土壤颗粒形成隔水膜,抑制了土壤水分的移动。盐分的存在使得PAM分子链发生卷曲和凝絮,堵塞了土壤的孔隙,当土壤水分减小时粘度增加吸附微小土壤颗粒形成大团聚体。
【作者】马鑫；
【导师】魏占民；
【作者基本信息】内蒙古农业大学，土壤学，2014，博士
【关键词】聚丙烯酰胺；盐渍土；物理特性；水力特性；蒸发量；吸附；主成分分析；正交试验；

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