聚丙烯酰胺（PAM）對(duì)酒泉地區(qū)鹽漬化土壤物理性狀的影響*

藺栓保，蒲建國(guó)，黃 偉

1.酒泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 酒泉 735000

2.酒泉通達(dá)路橋有限責(zé)任公司，甘肅 酒泉 735000

酒泉地區(qū)鹽漬化土壤問題較為突出，其主要是人類不合理引水灌溉及自然氣候因素等原因?qū)е碌模迫貐^(qū)地勢(shì)較低，土壤透水性差，隨著鹽漬化土壤程度的加劇，土地質(zhì)量嚴(yán)重下降。聚丙烯酰胺（PAM）是一種高分子聚合物，具有較強(qiáng)的水溶性，能與多種不同物質(zhì)進(jìn)行吸附變化，在土壤中施用PAM可以有效改善土壤的物理性狀，改善其土地質(zhì)量。文章對(duì)PAM在鹽漬化土壤中的應(yīng)用進(jìn)行分析，選取酒泉地區(qū)不同類型的土壤為研究對(duì)象，探討其對(duì)鹽漬化土壤物理性狀的影響。

1 材料選取

于2019年10月17日在酒泉地區(qū)選取0～20cm厚的土壤樣本，分別選擇非鹽漬化土壤、輕度鹽漬化土壤、中度鹽漬化土壤、重度鹽漬化土壤進(jìn)行研究。判斷土壤鹽漬化程度主要按照我國(guó)鹽漬化分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行確定，供試土壤基本物理性質(zhì)如表1所示。

表1 供試土壤基本物理性質(zhì)

2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

對(duì)取樣土壤樣本進(jìn)行風(fēng)干處理，采用專門的工具進(jìn)行過篩，篩具孔隙為2mm，按照設(shè)計(jì)濃度將不同類型的土壤與PAM進(jìn)行均勻混合，具體的PAM濃度共有6種，分別為1∶0、1∶2500、1∶5000、1∶7500、1∶10000、1∶20000，每種處理需重復(fù)進(jìn)行3次。依據(jù)不同的容重分別將土壤裝入直徑為300mm、高為100mm的灌溉模擬器中，并對(duì)其進(jìn)行室內(nèi)灌溉模擬實(shí)驗(yàn)。當(dāng)分裝完成之后，以田間持水量20%為標(biāo)準(zhǔn)對(duì)土壤進(jìn)行灌溉，時(shí)間間隔為15d，4次灌溉為1個(gè)周期。

3 測(cè)定內(nèi)容與方法

（1）測(cè)定內(nèi)容：灌溉結(jié)束后土壤樣本的容重、孔隙度、飽和含水量及田間持水量。

（2）測(cè)定方法：利用環(huán)刀法對(duì)土壤容重進(jìn)行測(cè)定，即在對(duì)土壤進(jìn)行采集時(shí)使用標(biāo)準(zhǔn)環(huán)刀進(jìn)行，在稱重時(shí)也按照標(biāo)準(zhǔn)環(huán)刀開展，之后根據(jù)既定的指標(biāo)和相應(yīng)的計(jì)算公式計(jì)算出所測(cè)土壤的容重。土壤孔隙度通過相關(guān)計(jì)算公式得出，即土壤孔隙度=1-（土壤容重÷土壤比重）×100%。土壤飽和含水量的測(cè)定需在環(huán)刀采土的基礎(chǔ)上將有空底蓋放在環(huán)刀的底部，然后對(duì)其進(jìn)行稱重，在第一次稱重完成后進(jìn)行8h的浸水處理，浸水用具為托盤，浸水深度為3mm，取出再次稱重，并放入托盤浸水，每隔2h進(jìn)行1次稱重，當(dāng)質(zhì)量達(dá)到穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)后按照相關(guān)公式計(jì)算測(cè)定土壤飽和含水量。土壤田間持水量是在測(cè)定土壤飽和含水量的基礎(chǔ)上，將環(huán)刀有孔底蓋去除，放在沙托盤中，靜置3h進(jìn)行稱重，再計(jì)算土壤田間持水量，即田間持水量=（置沙3h質(zhì)量-環(huán)刀干土質(zhì)量）÷（環(huán)刀干土質(zhì)量-環(huán)刀質(zhì)量）×100%。獲取相應(yīng)數(shù)據(jù)后，使用SPSS 22.0及Excel數(shù)據(jù)處理軟件對(duì)數(shù)據(jù)資料進(jìn)行處理，并繪制相關(guān)表格。

4 試驗(yàn)結(jié)果分析

4.1 聚丙烯酰胺對(duì)土壤容重的影響

土壤容重是土壤的基本物理性質(zhì)之一，其主要指的是在自然狀態(tài)下單位體積土壤的干重。容重小有利于為植物生長(zhǎng)提供充足養(yǎng)分及適宜環(huán)境。相關(guān)研究資料顯示，PAM的施用能夠有效降低非鹽漬化土壤的容重。

不同PAM濃度下不同類型土壤的容重變化如圖1所示，由圖1可知，PAM濃度越來越低時(shí)，土壤容重表現(xiàn)出先低再高的變化趨勢(shì)，其中，當(dāng)PAM濃度為1∶7500時(shí)其容重最低。但總的來看，不同PAM施用濃度下其容重均低于不施用PAM的土壤，可見施用一定量的PAM時(shí)可以有效改善土壤的整體質(zhì)量。施用不同濃度PAM時(shí)，不同類型鹽漬化土壤容重改善有效性對(duì)比結(jié)果如下：非鹽漬化土壤優(yōu)于輕度鹽漬化土壤，輕度鹽漬化土壤優(yōu)于中度鹽漬化土壤，中度鹽漬化土壤優(yōu)于重度鹽漬化土壤，此變化趨勢(shì)說明不同鹽漬化程度的土壤均會(huì)影響PAM的土壤容重改良有效性。

圖1 不同PAM濃度下不同類型土壤的容重變化

4.2 聚丙烯酰胺對(duì)土壤孔隙度的影響

土壤的孔隙指的是土壤中所有團(tuán)粒和結(jié)構(gòu)間存在的間隙，其計(jì)算公式為土壤孔隙度=土壤持水量×土壤容重。

不同PAM濃度下不同類型土壤的孔隙度變化如圖2所示，由圖2可知，當(dāng)PAM濃度不斷減小時(shí)，其土壤孔隙度表現(xiàn)先增大后減小的變化趨勢(shì)，其中，當(dāng)PAM濃度為1∶7500時(shí)土壤孔隙度最大。與不施加PAM對(duì)比可知，施用聚丙烯酰胺能夠有效增加土壤孔隙度，但所施用的量是一定的，既不能過多也不能過少，否則其對(duì)土壤孔隙度的改良效果就會(huì)變?nèi)酢Ｊ┯貌煌瑵舛萈AM時(shí)，不同類型鹽漬化土壤孔隙度改善有效性對(duì)比結(jié)果如下：非鹽漬化土壤優(yōu)于輕度鹽漬化土壤，輕度鹽漬化土壤優(yōu)于中度鹽漬化土壤，中度鹽漬化土壤優(yōu)于重度鹽漬化土壤，此變化趨勢(shì)說明不同鹽漬化程度的土壤均會(huì)影響PAM的土壤孔隙度改良有效性。

圖2 不同PAM濃度下不同類型土壤的孔隙度變化

4.3 聚丙烯酰胺對(duì)土壤飽和含水量的影響

飽和含水量也是土壤最基本的物理性質(zhì)之一，經(jīng)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，PAM具有較好的吸附行為能力，可以有效調(diào)節(jié)土壤中飽和含水量，緩解植物生長(zhǎng)壓力。

不同PAM濃度下不同類型土壤的飽和含水量變化如圖3所示，由圖3可知，當(dāng)PAM施用濃度不斷減小時(shí)，其土壤飽和含水量也在逐漸減小，但處理間差異并不明顯，而與不施用PAM相比施用PAM均能夠不同程度上提高土壤飽和含水量，施用濃度越高土壤飽和含水量越高。鹽漬化程度越高的土壤其飽和含水量改善效果越差，結(jié)合圖3中所呈現(xiàn)的變化趨勢(shì)可知，施用不同濃度PAM時(shí)，不同類型鹽漬化土壤飽和含水量改善有效性對(duì)比結(jié)果如下：非鹽漬化土壤優(yōu)于輕度鹽漬化土壤，輕度鹽漬化土壤優(yōu)于中度鹽漬化土壤，中度鹽漬化土壤優(yōu)于重度鹽漬化土壤，此變化趨勢(shì)說明不同鹽漬化程度的土壤均會(huì)影響PAM的土壤飽和耗水量改良有效性。

圖3 不同PAM濃度下不同類型土壤的飽和含水量變化

4.4 聚丙烯酰胺對(duì)土壤田間持水量的影響

相關(guān)資料數(shù)據(jù)顯示，在正常土壤中施用PAM可以有效改善其土壤田間持水量，并保持在較為穩(wěn)定的能夠供植物正常生長(zhǎng)的水平狀態(tài)。

不同PAM濃度下不同類型土壤的田間持水量變化如圖4所示，由圖4可知，當(dāng)PAM施用濃度不斷增加時(shí)，不同類型土壤的田間持水量均保持增長(zhǎng)趨勢(shì)，當(dāng)PAM施用濃度為1∶2500時(shí)，土壤田間持水量狀態(tài)更佳。不同PAM施用濃度下土壤田間持水量均明顯優(yōu)于不施用PAM的土壤，結(jié)合圖4可知，施用不同濃度PAM時(shí)，不同類型鹽漬化土壤田間持水量改善有效性對(duì)比結(jié)果如下：輕度鹽漬化土壤優(yōu)于中度鹽漬化土壤，中度鹽漬化土壤優(yōu)于非鹽漬化土壤，非鹽漬化土壤優(yōu)于重度鹽漬化土壤，此變化趨勢(shì)表明不同鹽漬化程度的土壤均會(huì)影響PAM的土壤田間持水量改良有效性，只有當(dāng)PAM濃度適當(dāng)、土壤鹽分適合時(shí)土壤的田間持水量效果才能達(dá)到最優(yōu)。

圖4 不同PAM濃度下不同類型土壤的田間持水量變化

5 結(jié)論

在鹽漬化土壤中施用聚丙烯酰胺對(duì)其土壤物理性狀具有較好的改善作用，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

（1）對(duì)土壤容重的改善效果：隨著PAM施用濃度的增加，改善效果逐漸降低，當(dāng)達(dá)到一定值時(shí)又繼續(xù)升高，其中在PAM施用濃度為1∶7500時(shí)容重改善效果最好，且其改善效果對(duì)比結(jié)果為非鹽漬化優(yōu)于輕度優(yōu)于中度優(yōu)于重度。

（2）對(duì)土壤孔隙度的改善效果：隨PAM施用濃度的不斷增加改善效果逐漸升高，在一定值時(shí)轉(zhuǎn)為下降趨勢(shì)，同樣在施用濃度為1∶7500時(shí)改善效果最優(yōu)，其改善效果對(duì)比結(jié)果與土壤容重結(jié)果相同。

（3）對(duì)土壤飽和含水量的改善效果：隨著施用濃度增加，改善效果逐漸增強(qiáng)，當(dāng)其施用濃度為1∶2500時(shí)改善效果最佳，其中不同鹽漬化程度的土壤改善情況為非鹽漬土壤化優(yōu)于輕度優(yōu)于中度優(yōu)于重度。

（4）對(duì)土壤田間持水量的改善效果：隨PAM施用濃度的增加其改善效果也逐漸增加，當(dāng)施用濃度為1∶2500時(shí)達(dá)到最優(yōu)效果，但不同鹽漬化程度土壤改善情況有所不同，其對(duì)比結(jié)果為輕度優(yōu)于中度優(yōu)于非鹽漬化優(yōu)于重度。

以上研究結(jié)果表明施用PAM對(duì)鹽漬化土壤物理性狀具有較好的改善效果，施用時(shí)對(duì)不同類型鹽漬化土壤應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況明確施用濃度，從而有效改善酒泉地區(qū)鹽漬化土壤，以滿足各種植物以及農(nóng)作物的生長(zhǎng)需求。