世界上97%的粮食生产依赖于土壤，没有土壤 就没有农业的持续发展[1-3]。目前，我国人口不断增 加、建筑用地不断增加等使得人均耕地面积越来越 少。为了保证我国基本耕地面积，防治沙化、开发 利用一些低肥力沙土地资源作为占用耕地补偿是 我们土壤研究当前的一项重要工作。我国沙土资源 丰富，现有沙化土地面积1.74x106 hm2,占国土面 积18%,涉及全国30多个省、市、自治区[4-5]。本 文研究聚丙烯酰胺对沙土的改土保肥作用，具有重 要的实际意义。

聚丙烯酰胺(PAM)是一种线型水溶性高分子聚 合物，聚丙烯酰胺对沙土改土保肥的作用，它的酰胺基可与许多物质亲和、吸附形成氢 键[6]，具有很强的粘聚作用和保水作用。特别是在 干旱区域或干旱季节，聚丙烯酰胺常被用来作为保 水剂和土壤结构调理剂，提高作物产量，保护生态 环境[7-13]。对其使用方法也有许多试验报道，聚丙 烯酰胺可以干粉施用于土壤，也可以溶液喷洒，以 溶液施用效果最好[14]。虽然对聚丙烯酰胺保水、调 理土壤结构作用已有许多了解，但是不同试验报导 的聚丙烯酰胺施用量不同[15],鲜见系列不同施用量 的改良效果，很难参考应用，并且，聚丙烯酰胺对沙土改土保肥的作用，施用聚丙烯酰 胺对土壤养分移动的报道很少，本文就聚丙烯酰胺 调理沙土结构的合理施用量，及其对土壤氮、磷、 钾的保肥作用进行了研究，为利用聚丙烯酰胺改良 沙土提供科学依据。

1材料和方法

1.1供试材料

1.1.1实验用聚丙烯酰胺分子量为3000000,去离 子水。

1.1.2供试土壤

采自河北省宁晋县四芝兰镇韩家庄低肥力砂 土地块，试验前土样风干，聚丙烯酰胺对沙土改土保肥的作用，过2 mm筛，剔除植物根 系及小石子等杂物。

1.2试验处理

每个处理培养500 g 土，除CK外每个处理均 加入相同的化肥量，搅拌均匀后加入100 mL去离 子水润湿，土壤培养一周后，每个处理再分别加入 不同质量分数的聚丙烯酰胺100 mL培养3 d。具体 加入化肥量和聚丙烯酰胺的量如下表1。

1.3测定项目及方法

1.3.1测定水稳性团聚体：机械筛分法1161

1.3.2测定不同处理氮、磷、钾养分淋失量

从每个培养处理土中取出50 g 土装入淋洗管 中做淋洗试验，淋洗管采用100 ml玻璃注射器，每 次用蒸馏水50 mL淋洗，共淋洗六次，收集每次淋 洗液并定容，以备测定淋洗出的速效氮、速效磷和 速效钾。

测定淋洗液中的NH4+-N和N〇3--N用FOSS注 射流动分析仪测定，二者之和为淋出速效氮总量； 速效K用FP640型火焰光度计测定；速效磷用 SPECORD 205型紫外分光光度计测定[17]。

表1试验处理

Table 1 treatments of experiment

处理沙土量/kg w(N)/(g-kg-1)W (P2〇5)/(g-kg_1)w (K2〇)/(g-kg_1)去离子水/mL培养天数/dw (PAM)/%PAM用量/mL培养天数/d

CK00001007003

单施肥0.50.150.110.121007003

0.1%PAM0.50.150.110.1210070.11003

0.25%PAM0.50.150.110.1210070.251003

0.75%PAM0.50.150.110.1210070.751003

1.0%PAM0.50.150.110.1210071.01003

1.25%PAM0.50.150.110.1210071.251003

1.5%PAM0.50.150.110.1210071.51003

所用化肥分别为：氮肥为尿素，磷肥为磷酸二氢钙，钾肥为硫酸钾。

 

 

CK 单施肥 0.1%0.25%0.75%1%1.25%1.5%

PAMPAMPAMPAMPAMPAM

 

2结果与分析

2.1不同聚丙烯酰胺用量调理土壤水稳性团粒结 构的作用

实验结果表明，与CK相比，向土壤单施化肥 对土壤水稳性团聚体没有明显影响（图1)。而加入 不同量聚丙烯酰胺均能提高水稳性团聚体的含量， 但并不是随聚丙烯酰胺施用量越大其改良作用越 好，在每1 kg 土壤施用200 mL聚丙烯酰胺溶液质 量分数低于0.75%时，随质量分数提高，土壤水稳 性团粒结构含量极显著直线上升；当质量分数提高 到1%时，土壤水稳性团粒结构含量也有显著提高， 但是提高幅度显著降低；当质量分数高于1°%时， 土壤水稳性团粒结构含量提高不明显。说明使用聚 丙烯酰胺改良土壤结构时，其合适施用量为1.5〜2.0 g.kg_i 沙土。

 

图1不同用量PAM处理土壤>0.25 mm水稳性团粒变化 Fig. 1 Effects of PAM on soil water stable aggregate with different application amounts

2.2聚丙烯酰胺的土壤保肥性 2.2.1对土壤氮的保肥作用

在通气培养条件下，尿素分解后产生的铵态氮 很快转化为硝态氮，所以淋出液中硝态氮含量高于 铵态氮（图2,图3),单施化肥处理淋出液中硝态 氮含量为58.2 mg.kg-1,而铵态氮含量为36.6 mg-kg-1。比较图2和图3可见，聚丙烯酰胺质量为0.1%时，淋出的硝态氮与单施化肥处理的没有差 异，聚丙烯酰胺质量分数高于0.25%时，淋出的硝 态氮有所减少，但处理间没有显著差异（图2),平 均淋出的硝态氮为33.93 mg.kg-1。图3显示加聚丙 烯酰胺的各个处理铵态氮淋洗量显著比单施化肥 处理减少，在聚丙烯酰胺质量分数为0.1%~0.75% 之间，随聚丙烯酰胺质量分数的升高铵态氮淋洗量 减少，聚丙烯酰胺质量分数高于0.75%时，铵态氮 淋洗量很低（< 5 mg.kg-1),且在处理间无差异。说 

明施用聚丙烯酰胺对土壤速效氮具有保存作用，且 对铵态氮保持作用高于硝态氮。

2.2.2聚丙烯酰胺对土壤磷的保肥作用

图4显示聚丙烯酰胺对土壤速效磷有一定的保 持作用。聚丙烯酰胺质量分数为0.1%时，淋出的磷 含量与单施化肥处理没有显著差异，聚丙烯酰胺溶 液质量分数在0.1%~0.75%之间时，聚丙烯酰胺对沙土改土保肥的作用，随浓度提高， 淋出的磷含量显著降低，聚丙烯酰胺溶液质量分数

(-•SUIXdl)云

 

图4聚丙烯酰胺对土壤磷流失总量的 Fig. 4 changes of total P contents in leachin with different amount of PAM applical

曝响

g solution ion

高于0.75%时，虽然测定结果显示淋出 但是统计分析结果差异不显著。

2.2.3聚丙烯酰胺对土壤钾元素流失 加入聚丙烯酰胺培养的土壤淋丨 单施化肥的少，但是在聚丙烯酰胺质i 时与单施化肥培养的差异不显著。聚 分数在0.15%~0.75°%之间，淋洗出的 提高而减少，且差异显著，聚丙烯酰 0.75%〜1.25%之间，随质量分数增加 量没有显著差异（图5)。

b磷量有降低,

的影响

先出的钾量比 量分数为0.1% 丙烯酰胺质量 钾随质量分数 胺质量分数在 ，淋洗出的钾

60

50

o o o o

4 3 2 1

("°°m)/sl) M

b〔

d

/

%

%

/

%

图5聚丙烯酰胺对土壤钾流失总量的影响 Fig. 5 changes of total K contents in leaching solution with different amount of PAM application

3结论

试验结果表明，聚丙烯酰胺作为土壤改良剂， 不仅具有良好保水和改善土壤团粒结构效果，而且 对保持土壤氮、磷、钾养分、减少肥料养分流失有 显著作用。每1 kg沙土加入的聚丙烯酰胺量低于 0.2 g时对土壤结构改良作用和保肥效果都不明显； 聚丙烯酰胺加入量高于1.5〜2.0 g.kg-1 土时，聚丙烯酰胺对沙土改土保肥的作用，其改良 土壤结构作用和保肥作用不再随施用量增加而提 高，所以聚丙烯酰胺适宜用量为1.5〜2.0 g.kg-1 土。