聚丙烯酰胺（PAM）對酒泉地區(qū)鹽漬化土壤物理性狀的影響*

藺栓保，蒲建國，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象，探討其對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鹽漬化分級標(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 試驗設(shè)計

對取樣土壤樣本進(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，并對其進(jìn)行室內(nèi)灌溉模擬實驗。當(dāng)分裝完成之后，以田間持水量20%為標(biāo)準(zhǔn)對土壤進(jìn)行灌溉，時間間隔為15d，4次灌溉為1個周期。

3 測定內(nèi)容與方法

（1）測定內(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）測定方法：利用環(huán)刀法對土壤容重進(jìn)行測定，即在對土壤進(jìn)行采集時使用標(biāo)準(zhǔn)環(huán)刀進(jìn)行，在稱重時也按照標(biāo)準(zhǔn)環(huán)刀開展，之后根據(jù)既定的指標(biāo)和相應(yīng)的計算公式計算出所測土壤的容重。土壤孔隙度通過相關(guān)計算公式得出，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)公式計算測定土壤飽和含水量。土壤田間持水量是在測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)處理軟件對數(shù)據(jù)資料進(jìn)行處理，并繪制相關(guān)表格。

4 試驗結(jié)果分析

4.1 聚丙烯酰胺對土壤容重的影響

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，土壤容重表現(xiàn)出先低再高的變化趨勢，其中，當(dāng)PAM濃度為1∶7500時其容重最低。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時可以有效改善土壤的整體質(zhì)量。施用不同濃度PAM時，不同類型鹽漬化土壤容重改善有效性對比結(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，此變化趨勢說明不同鹽漬化程度的土壤均會影響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，其土壤孔隙度表現(xiàn)先增大后減小的變化趨勢，其中，當(dāng)PAM濃度為1∶7500時土壤孔隙度最大。與不施加PAM對比可知，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，否則其對土壤孔隙度的改良效果就會變?nèi)?。施用不同濃度PAM時，不同類型鹽漬化土壤孔隙度改善有效性對比結(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，此變化趨勢說明不同鹽漬化程度的土壤均會影響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，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)的變化趨勢可知，施用不同濃度PAM時，不同類型鹽漬化土壤飽和含水量改善有效性對比結(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，此變化趨勢說明不同鹽漬化程度的土壤均會影響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，不同類型土壤的田間持水量均保持增長趨勢，當(dāng)PAM施用濃度為1∶2500時，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，不同類型鹽漬化土壤田間持水量改善有效性對比結(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，此變化趨勢表明不同鹽漬化程度的土壤均會影響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)在以下幾個方面。

（1）對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)到一定值時又繼續(xù)升高，其中在PAM施用濃度為1∶7500時容重改善效果最好，且其改善效果對比結(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，在一定值時轉(zhuǎn)為下降趨勢，同樣在施用濃度為1∶7500時改善效果最優(yōu)，其改善效果對比結(jié)果與土壤容重結(jié)果相同。

（3）對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對鹽漬化土壤物理性狀具有較好的改善效果，施用時對不同類型鹽漬化土壤應(yīng)結(jié)合實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)作物的生長需求。