PAM对黄土坡地水分养分迁移特性影响的室内模拟试验(简报)

为了研究聚丙烯酰胺(PAM)在黄土区集中暴雨条件对坡地水土及养分流失的影响,采用室内降雨模拟试验方法,探讨了在暴雨(2mm/min)条件下施加PAM对黄土坡地土壤养分流失及硝态氮淋溶特征的影响.试验结果表明,与对照处理相比较,施加PAM对径流硝态氮流失的影响不明显,但显著改变了径流磷和钾浓度随时间变化过程,分别降低了径流磷和钾的流失量为82%和84%;施加PAM减少了坡地土壤流失量93%,也降低了泥沙中硝态氮、速效磷和速效钾的流失量分别为 78%,95%和95%;施加PAM影响了坡地上壤水分再分布过程,减少了上壤水分深层的渗漏,从而降低了土壤硝态氮淋失的潜在风险.     

PAM与PG对土壤水分蒸发的影响

干旱地区地表蒸发引起土壤水的散失是造成作物低产的重要原因之一。聚丙烯酰胺(PAM)与磷石膏(PG)是效果良好的土壤结构改良剂,用于改良土壤结构,可能影响土壤水分的运动/输运及蒸发过程。本研究以不同PAM与PG用量的组合,定量研究这两种土壤结构改良剂用量对土壤水分蒸发的作用效果及其作用机理。在实验室人工气候箱内,采用不同的土柱高度(10,20,30cm)、PAM用量(0、1、2、4gm-2)、及PG用量(0、200、400、800gm-2),在温度为恒定(15、25、25℃)、相对湿度为(50±2)%的条件下,用称重法逐日测量各处理的土壤蒸发动态过程。实验结果表明,土壤结构改良剂对蒸发确有抑制作用,且随着PAM用量的增加,累积蒸发量和蒸发失水比均有所降低;而PG的作用效果则不同,表现为随着PG用量的增加,累积蒸发量有所增加,且这种差异随着用量渐趋明显,而蒸发失水比在各PG用量间差异不显著。     

施加PAM条件下土壤养分淋溶试验研究

通过室内模拟试验,研究了关中(?)土经PAM处理后,土壤中氮、磷、钾的淋溶状况,试验结果表明,经PAM处理后,土壤淋溶液中N,P,K累积量分别较对照减少了42.40％,43.85％和68.19％。同时,不同浓度PAM的试验结果发现,增加PAM浓度能使土壤淋溶液中N,P,K累积量进一步减少。     

PAM与天然土壤改良材料混合对部分土壤理化性质的影响

为了充分发挥高分子土壤改良剂和一些天然土壤改良材料改土培肥作用,选取了高分子土壤改良剂聚丙烯酰胺（PAM）,分别与具有改土培肥功能的天然土壤改良材料——油渣、秸秆、蛭石、草炭、页岩、风化煤按不同用量混合施入土壤,利用湿筛法、称重法、重铬酸钾容量法、离心机法,测定对土壤水稳性团聚体、孔隙度、土壤有机质、有效含水量和水分蒸发等土壤理化性质的影响。结果表明:（1）各处理与单施PAM相比,对土壤孔隙度没有明显影响,但对土壤水稳性团聚体含量均有不同程度的提高,其中PAM与0.6%秸秆处理和PAM与0.3%油渣处理对其影响最为显著,较单施PAM提高4.9%和4.6%;（2）通过天然土壤改良剂自身的有机质含量测定以及PAM分别与六种天然土壤改良材料混合施入土壤培养前后有机质含量测定,结果分析得出,随着材料施入量增加,各处理培养前后土壤有机质含量呈现递增趋势;风化煤处理对土壤有机质含量增加显著,培养后其土壤损失有机质百分比较高,幅度约50%,页岩处理培养土壤损失有机质的百分比较少,幅度约为6%;（3）通过各处理在不同水吸力下土壤持水量和蒸发观测得出,PAM与3%的风化煤处理显著提高土壤有效水含量,PAM与1%的秸秆处理和PAM与1%的油渣处理显著提高了土壤抗蒸发能力。总体上,PAM与风化煤、PAM与油渣和PAM与秸秆处理对土壤结构、土壤有机质含量、土壤水分等方面有显著改善作用。这对进一步研制具有多重功能的土壤改良剂提供参考。     

不同土壤结构改良剂处理的磷淋溶特性的研究

研究了水动力作用下磷素在土壤剖面中的垂直迁移特征,聚丙烯酰胺(PAM)和羧甲基纤维素(CMC)两种改良剂处理土壤后,能够促进土壤中磷素在水动力作用下沿土柱垂直向下迁移,不仅使土柱下层对应层次的速效磷含量高于对照,且使磷淋失量增加。PAM处理和CMC处理相比,更有利于磷素沿土柱向下迁移和淋失,促进磷素在土壤中的垂直移动     

施加PAM和PG对坡地产流产沙的影响研究

在人工降雨条件下,研究吕梁地区混合施加不同量的聚丙烯酰胺(PAM)和磷石膏(PG)对坡地产流和产沙的影响,结果表明:单独施加PAM可以明显减少产流量和产沙量,施加1、2 g/m~2PAM处理分别比CK总产流量减少58.6%和21.2%,总产沙量减少41.7%和54.1%;单独施加PG对产流量影响不明显,而且产沙量会增加,施加100、200 g/m~2PG处理比CK总产沙量增加7.8%和10.3%;PAM与PG混施可提高土壤的稳定入渗率,具有比单独施加等量PAM更佳的减流效果,但产沙量会有所增加;1 g/m~2PAM和200 g/m~2PG混施具有最优的减流、减沙综合效果,相比CK总产流量减少71.2%、总产沙量减少33.2%。实践中建议采用1 g/m~2PAM和200 g/m~2PG混施以达到最佳的蓄水减沙效果。     

聚丙烯酰胺(PAM)的改土及增产效应

通过夏玉米施加聚丙烯酰胺（PAM）的大田实验,确定了PAM的改土、增产效应。研究表明,PAM施用量为0.75～1.25 g/m² 时可使土壤容重平均下降0.068 g/cm³,团聚体总量（>0.25 mm）平均增加30.2%,同时,PAM增产效果显著,增产幅度为11.7%～18.3%。     

聚丙烯酰胺(PAM)对黄土溅蚀的影响

采用人工模拟降雨方法,用摩根溅蚀盘测定土壤的溅蚀量,研究聚丙烯酰胺(PAM)对溅蚀的影响.结果表明,使用聚丙烯酰胺(PAM)会改变土壤的溅蚀速率,不同浓度PAM溶液对溅蚀速率的影响程度不同,而且随降雨历时的延长结皮埘溅蚀速率的影响作用会占主导地位.一般来说,在降雨初期,由于PAM的聚合作用,使得土壤团聚体的稳定性增加,土壤溅蚀速率较小,随着时间的延长,溅蚀速率开始上升,但是当土壤表面开始发育结皮时,结皮的形成使土壤表面抗溅蚀的强度增强,土壤溅蚀速率减小.     

聚丙烯酰胺(PAM)在土壤改良中的应用进展

聚丙烯酰胺（PAM）是一种新型的高效土壤结构改良剂,属高分子聚合物,具有很强的絮凝性,近年来一直是人们研究的热点。详细论述了国内外PAM的研究进展状况,综合分析得出PAM今后在农业领域应用前景广阔。     

聚丙烯酰胺对地表氮素流失的影响研究

地表侵蚀条件下氮素的流失致使表层土壤退化及养分供给能力降低。在室内模拟降雨条件下,重点研究了高分子有机化合物聚丙烯酰胺(PAM)施用对泥沙氮素吸附能力及氮素流失水平的影响。试验施氮用肥为尿素,施氮水平设定为270kg/hm²,试验设定3个PAM施用水平(0,1和2g/m²),并设置不施氮也不施PAM作为对照处理,每个处理3次重复。试验分别在2个降雨强度(50和80mm/h)下进行。结果表明,PAM可以很好地维持土壤结构的稳定性,抑制地表细沟侵蚀的产生,从而有效地降低侵蚀产沙的水平。PAM的施用增强了泥沙对氮素的吸附水平,所以施用PAM的处理地表氮素流失仍明显减少,且氮素流失过程表现出与产沙过程很好的一致性,这说明PAM减少氮素流失的原因在于控制侵蚀产沙的水平。PAM的施用可以有效抑制地表泥沙和氮素的流失。     

活性炭对土壤入渗、蒸发特性及养分淋溶损失的影响

通过室内土柱模拟试验,设置活性发质量分数为0%(对照),0.1%,0.3%,0.6%,0.9%及1.2%共6个处理,研究不同活性炭施入量对土壤入渗、蒸发特性及养分淋溶损失的影响.结果显示:随着活性炭用量的增加,土壤入渗能力先增强后减弱;100 min时,施加0.3%活性炭的土壤累积入渗量达到最大,高于对照的10.60%,而施加1.2%活性炭的土壤累积入渗量较对照的减少5.70%;33 d的土壤累积蒸发量随着活性炭施用量的增大而逐渐减小,与对照的相比最大减小量达21.35%;土壤淋溶液中硝态氮(NO3-)、土壤可溶性有机碳(DOC)的浓度随活性炭用量增大而减小,与对照的相比最大减小量分别为8.52%和47.11%.活性炭的施加对提高旱区农田蓄水保肥能力有重要意义.     

干湿交替作用对黑土养分淋失的影响

通过室内土柱模拟养分淋溶的方法,对干湿交替作用后,黑土中各种养分的淋失情况进行研究。结果表明:干湿交替作用明显提高了黑土淋溶液中各种养分的含量,其中钾含量提高最显著,高于对照6倍,硝态氮和铵态氮含量都比对照提高了2倍,而水溶性磷浓度无明显变化;黑土经干湿交替作用后明显加快了水分及养分向下运移的速度,并导致淋溶液中各种养分的累计含量显著增加,其中钾素增加最多,淋失累计含量达到对照的40倍以上;此外,干湿交替作用对不同养分淋失的影响效果也不同,对阳离子养分的影响比对阴离子的影响更为显著。以上研究结果说明,干湿交替作用提高了黑土中养分淋失的数量,同时也加大了地下水污染的风险。     

油菜生长季氮素在紫色土中的淋失

利用原状回填土渗漏池研究了油菜生长季节氮素在紫色土中的移动特点和淋洗损失以及影响氮素移动和淋失的因素。结果表明．油菜生长期间氮素的渗漏淋失星波浪式的变化．在移栽后的第10天、40天、90天和110天左右出现了4次淋洗峰；油菜季各处理氮素淋失总量变动在1．81～5．43kg／hm^2．平均为3．35kg／hm^2；油菜季氮素淋失量，前期（移栽后0～50天）：中期（51～100天）；后期（101天～收获）约为3：1：2。降雨量、氮肥用量、肥料品种和土壤性质影响了NO3^- -N在紫色土中的移动和淋失。     

不同施氮措施对保护地黄瓜养分利用效率及土壤氮素淋失影响

不同施氮措施条件下，对保护地黄瓜生育期内氮素吸收利用效率、氮素淋洗损失进行了研究，同时也研究了不同处理对黄瓜产量及品质的影响。试验结果表明，传统施肥处理（2100kg／hm^2）与推荐施肥处理（900kg／hm^2）之间氮素吸收量没有显著差异，传统施肥处理中大量的氮肥没有用于促进黄瓜对养分的吸收利用，其氮肥利用率、农学利用率以及生理利用率都很低，每千克纯氮增产只有2．06kg，91．65％的氮素以各种途径被损失掉，其中土壤硝态氮淋洗是主要形式。同时研究发现，传统施肥处理过量氮肥施用阻碍其它营养元素的吸收，降低N，P，K养分的利用率。从产量和品质看，减少氮的用量，黄瓜产量会降低，但推荐施肥与传统施肥处理差异不明显，而推荐施肥能提高果实中Vc含量、有效酸度（pH），改善黄瓜的口感。     

石墨烯溶胶配施化肥对土壤中养分流失的影响

通过土柱淋溶试验研究了石墨烯溶胶配施化肥后对土壤中养分流失的影响,以探究石墨烯溶胶的保肥作用。试验共设计5个石墨烯溶胶浓度,进行4次淋溶,测定每次淋溶液以及4次淋溶后的土壤的电导率、氮、磷、钾含量。结果表明:(1)石墨烯溶胶与化肥配施于土壤中后对淋溶液的电导率、氮、磷及钾的含量均有影响,且添加的石墨烯溶胶浓度越大影响越明显。添加石墨烯溶胶处理后的淋溶液中,硝态氮、总氮、磷的含量最大可分别降低88.2%,80.9%和84.7%。(2)4次淋溶后,添加石墨烯溶胶处理的土壤中氮、磷、钾的含量及电导率与对照相比均有增加,其中对总氮、总磷的持留效果最大可提高175.0%和59.3%,但对铵态氮的持留无明显效果。(3)石墨烯溶胶对淋洗液和土壤的pH影响不明显。石墨烯溶胶与肥料施入土壤中,可明显减少土壤中养分的淋溶损失,对土壤中的养分有明显的持留效果,具有保肥的作用。     

酸雨对紫色土氮磷淋失的影响

利用土柱淋洗模拟试验,研究了酸雨影响下,不同施肥处理紫色土氮、磷淋失的动态变化特征。结果表明,在酸雨作用下,紫色土中硝态氮的淋失量远远大于磷元素;不同施肥处理下二者淋失量的大小不同,淋失量大小排序均为有机无机混合施用〉化肥〉有机肥〉对照处理;淋失量受施肥量和降雨量的影响明显,土壤中硝态氮、磷元素淋失量随施肥量的增加而增加,淋失过程主要集中在雨季。同一施肥处理下,土壤硝态氮淋失量随降雨pH值的升高而增加;pH值5.5是土壤磷元素淋失量的临界点,此时土壤有效磷含量最高,淋失量达到峰值。     

秸秆粉碎氨化还田对土壤养分淋溶损失的影响

采用室内人工土柱模拟试验方法,研究了施加粉碎氨化秸秆后土壤中NPK的淋溶损失状况。结果表明,秸秆粉碎氨化还田后的土壤淋溶液中NO3-、PO34-、K+的各次淋溶质量分别较对照减少34.94%,57.48%,14.85%;处理土壤淋溶液中NO3-、PO34-、K+的累计质量均低于对照,分别约低26.23%,63.08%,8.00%,而NH4+的累计质量只较对照平均约低1.56%;秸秆粉碎氨化还田对土壤中NPK的淋溶损失均有不同程度的抑制作用,对PO34-的抑制作用最明显,NO3-次之,K+最后,对NH4+抑制作用不明显,最终有效降低了NPK的淋失率。     

W-OH固化剂对玉米生长及土壤养分淋失的影响

采用盆栽试验,研究了不同W-OH喷施浓度(1%,3%,5%)对玉米生长及土壤养分淋失的影响。结果表明:与对照(不喷施W-OH)相比,喷施W-OH对玉米生长有促进作用,且这种作用自玉米生长中期逐渐明显。试验条件下,低、中浓度W-OH(1%和3%)更有利于玉米生长;盆栽3个月后,与对照相比,低、中浓度处理下玉米株高分别增加16%和35%,净光合速率分别增加3%和17%,气孔导度分别增加34%和79%,蒸腾速率分别为对照的2倍和3倍。降雨量对W-OH的保水作用影响不同,小雨和中雨下,3%浓度处理的渗流量最低,保水效果最显著;降雨量达到大雨及以上时,W-OH的保水作用与其喷施浓度成正比。在玉米生长初期W-OH的保肥作用与其喷施浓度成正比,随着后续降雨渗流反复淋溶,其保肥作用趋于稳定;3%和5%浓度的W-OH均能有效减少观测期的土壤养分淋失量,且以硝态氮降幅最大。研究结果为土壤固化剂在坡耕地中的应用提供理论指导。