陰離子型聚丙烯酰胺及陽(yáng)離子對(duì)水稻土土壤及養(yǎng)分流失作用的研究.pdf

1、土壤及養(yǎng)分的流失是當(dāng)今世界面臨的嚴(yán)重威脅之一，其不僅給國(guó)家和地區(qū)帶來(lái)嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和環(huán)境問(wèn)題，甚至威脅到人民群眾的生命安全以及國(guó)家的長(zhǎng)久發(fā)展。南方地區(qū)的稻田由于受到梅雨及臺(tái)風(fēng)季持續(xù)而強(qiáng)烈的降雨影響，土壤以及土壤養(yǎng)分流失嚴(yán)重，已經(jīng)對(duì)南方的河流、湖泊及其水質(zhì)形成嚴(yán)重危害。陰離子類(lèi)型的聚丙烯酰胺(PAM)，由于其具有的減少土壤流失，穩(wěn)定土壤結(jié)構(gòu)的性能以及在環(huán)境安全方面的良好性質(zhì)，已被廣泛地應(yīng)用于旱地及坡地的土壤流失防治，并取得良好效果。但目前

2、來(lái)說(shuō)并未見(jiàn)到將其應(yīng)用于水田的報(bào)道，因此本文選取杭嘉湖平原典型水稻土類(lèi)型-黃斑田為供試土壤，用以評(píng)估PAM在水田中的應(yīng)用效果。文章通過(guò)恒溫振蕩、平衡吸附、室內(nèi)沉降等方法，探究稻田土壤及在其鹽基離子濃度提高條件時(shí)，兩種不同粒徑的PAM(PAM1:粒徑0.5～1mm;PAM2:粒徑47μm)對(duì)稻田水體土壤及養(yǎng)分含量的影響，以此探究PAM施用下稻田土壤及養(yǎng)分的流失量狀況;并通過(guò)模擬降雨的方法，對(duì)室內(nèi)研究的成果進(jìn)行驗(yàn)證。取得的主要研究結(jié)果如下:<

3、br>　　PAM添加可以明顯減少稻田水體中土壤顆粒的含量，其作用效果受PAM添加濃度和種類(lèi)影響。隨著PAM添加量的增加，水體中土壤顆粒的含量呈現(xiàn)先減少而后又逐漸增加的趨勢(shì)，在PAM添加量為5mg/L時(shí)達(dá)到最佳處理效果，此時(shí)水體中土壤顆粒的含量最高可以減少97％（PAM1添加）。PAM添加后，水體中土壤顆粒的沉降速度明顯增快。最佳添加量時(shí)，2min內(nèi)土壤的沉降量可達(dá)到98％以上，而對(duì)照處理20min內(nèi)的沉降量?jī)H為80％，原因在于PAM后能

4、夠促進(jìn)土壤顆粒的團(tuán)聚，提高土壤中團(tuán)聚體(＞0.25mm)的含量。試驗(yàn)結(jié)果表明，PAM添加后土壤中團(tuán)聚體(＞0.25 mm)的含量較對(duì)照增加1倍，并且PAM1的效果要優(yōu)于PAM2。
　　PAM添加后，稻田水體中養(yǎng)分含量的多少與養(yǎng)分種類(lèi)及存在類(lèi)型有著密切關(guān)系。PAM添加可以減少水體中除水溶性磷之外的其它養(yǎng)分的含量，這其中又以總養(yǎng)分含量的減少最為明顯。在PAM1最適添加量5 mg/L左右時(shí)，水體中總氮的含量從最初的35.39mg/L減少

5、到25.88mg/L;總磷的含量從最初的35.37mg/L減少到24.82mg/L。PAM添加后水體中水溶性磷的含量逐漸增加，隨著PAM施加量的增加，其含量最多能夠增加16.63％(PAM240mg/L)。通過(guò)對(duì)PAM處理后的土壤進(jìn)行的氮、磷等溫吸附試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)隨著PAM施加量的增加，水稻土對(duì)銨態(tài)氮的吸附能力呈現(xiàn)先增加而后降低的趨勢(shì)，最大吸附百分率出現(xiàn)在PAM添加量5～7 mg/L時(shí)。對(duì)于磷素，PAM處理后的水稻土對(duì)磷的吸附量逐漸降低，這

6、主要由于PAM與磷酸鹽同帶負(fù)電荷，兩者與土壤的結(jié)合存在競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，從而導(dǎo)致吸附量的降低。
　　水體中的鹽基離子本身能夠促進(jìn)水體中土壤顆粒的聚沉。試驗(yàn)結(jié)果表明，鹽基離子促進(jìn)土壤顆粒聚沉的效果與其種類(lèi)和濃度有著密切的關(guān)系。高濃度鹽基離子的聚沉效果要好于低濃度鹽基離子;相同電荷密度下，鈣離子促進(jìn)土壤顆粒聚沉的能力要強(qiáng)于鈉離子。但是當(dāng)PAM施加于鹽基離子含量高的介質(zhì)中時(shí)，PAM促進(jìn)土壤顆粒聚沉的效果卻會(huì)被減弱，并且鹽基離子含量越高其減弱效果

7、越明顯，鈣離子的減弱效果要優(yōu)于鈉離子。當(dāng)鈣離子的濃度為0.005 mol/L時(shí)，100 min的沉降時(shí)間內(nèi)，添加PAM的水體中土壤顆粒的剩余量仍超過(guò)3％，這個(gè)值要高于PAM5mg/L單獨(dú)添加時(shí)沉降2min時(shí)的土壤剩余量（此時(shí)為2％），此時(shí)PAM的最佳添加濃度為20 mg/L，遠(yuǎn)高于PAM單獨(dú)施加時(shí)的最適添加量，這表明在鹽分含量高的土壤中必須提高PAM的添加量。研究還發(fā)現(xiàn)鹽基離子添加會(huì)減弱PAM增加土壤中團(tuán)聚體(＞0.25 mm)的效果，

8、但不同類(lèi)型及濃度的陽(yáng)離子之間規(guī)律不明顯。
　　陽(yáng)離子添加后，PAM減少稻田水體養(yǎng)分含量的作用同樣減弱。與PAM單獨(dú)施加的處理相比，水體中各種養(yǎng)分的含量均呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，并且鈣離子添加后養(yǎng)分含量的增加要多于鈉離子。但對(duì)于磷素來(lái)說(shuō)，鈉離子增加水體中磷素含量的效果卻比鈣離子明顯，原因在于鈣離子與磷酸鹽可以生成不溶于水的磷酸鈣鹽沉淀，從而減少了磷素的流失。
　　模擬降雨條件下，PAM施加后稻田土壤及氮、磷養(yǎng)分流失量均小于對(duì)照處理，其最