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影响聚丙烯酰胺在农业生产的应用因素有那些?

发布时间:2020-01-07 08:56:06     作者:波涛净水

影响聚丙烯酰胺在农业生产的应用因素有以下四点:

1、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。

专家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。

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。

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%。

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。

2、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,反而减弱土壤的滲透性。

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%。

3、土壤质地

土壤类型不同,施用聚丙烯酰胺的效果也不同。小颗粒的土壤吸收的聚丙烯酰胺量比大颗粒多,故聚丙烯酰胺适用于粉沙至黏质土壤,在沙性土上的效果不好,结构差的土壤缺少分散的黏粒,聚丙烯酰胺起着絮凝作用,但在絮凝泥沙同时,长链尾部堵塞了土壤的传导空隙,而在土壤表面形成结皮,降低入渗。施用聚丙烯酰胺,对于结构好的土壤其水力传导度随聚丙烯酰胺质量浓度的增加而增加,持水能力、孔隙度也均有很大程度的提高;对于中等结构的土壤,其水力传导度的增加值要比结构好的土壤大。

通过对黄土高原主要类型土壤的保水作用进行试验,结果表明,在一定量范围内,聚丙烯酰胺可以提高不同类型土壤的持水和导水性能,并且减少了土壤水分蒸发。故在实际应用中,应根据土壤类型选用聚丙烯酰胺,否则可能与预期效果大相径庭。

4、与其他物质的复合作用

土壤因表面具有负电性而产生静电排斥,阴离子聚合物分子在负电性的分散土粒表面难于吸附,改良土壤的作用不明显,多价金属阳离子在两者之间形成桥状化学键,促进了阴离子聚合物分子的吸附。在土壤中阳离子含量比较低时,单独施用聚丙烯酰胺,不仅土壤表面吸附的聚丙烯酰胺量较少,而且形成的聚丙烯酰胺分子链较长,长分子链堵塞了土壤颗粒间的孔隙,只有较少的水分入渗。土壤中的多价阳离子可以分别结合土壤颗粒表面的阴离子和聚丙烯酰胺的负相,形成阳离子桥,促进了阴离子聚合物分子的吸附。而且由于多价阳离子的存在,使得形成的聚丙烯酰胺链比较短,既可以增加水分人渗,又能够稳定土壤结构,减少土壤流失。

聚丙烯酰胺与石膏结合、聚丙烯酰胺与黄绵土混合以及PAM-atta复合保水剂不但在水土保持方面作用可靠,在防止土壤结皮及增加入渗方面效果显著,对农业生产也起到很大帮助,同时,PAM-atta复合保水剂还克服了一般保水剂耐盐性差、成本高等不理想因素,因此,开发新型聚丙烯酰胺具有广阔前景。

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