采用在实验室培养和用淋洗管模拟田间淋洗的方法研究聚丙烯酰胺对沙土水稳性团粒结构改良作用，对氮、磷、钾养 分保肥的作用以及其合理施用量。水稳性团粒结构实验过程是对加入相同量肥料的沙土湿润培养1周后，再分别加入相同体积不同质量分数 聚丙烯酰胺溶液继续培养3d，分别测定水稳性团粒，采用淋洗管法测定养分淋湿量。结果表明：聚丙烯酰胺用量小于2.00 gkg-1 土时，土壤中大于0.25 mm的水稳性团粒含量随聚丙烯酰胺用量提高而提高，用量再增加对继续提高水稳性团粒没有 显著作用；聚丙烯酰胺施用量小于0.2 g kg-1 土时，对减少氮、磷、钾养分淋失没有显著效果，当用量在0.2~1.5g kg-1 土时， 随聚丙烯酰胺施用量提高土壤淋洗液中氮、磷、钾淋出量显著降低，但是用量>1.5 gkg-1 土时，随聚丙烯酰胺施用量提高淋 洗液养分含量没有显著差异。结论：聚丙烯酰胺对改善沙土水稳性团粒结构和保肥具有显著作用，明确了聚丙烯酰胺作为沙 土改良剂合理用量为1.5〜2.00 g.kg-1 土。
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，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，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，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]。
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 mgkg-1),且在处理间无差异。
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，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
图4聚丙烯酰胺对土壤磷流失总量的影响 Fig. 4 changes of total P contents in leaching solution with different amount of PAM application
高于0.75%时，虽然测定结果显示淋出磷量有降低, 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的影响
加入聚丙烯酰胺培养的土壤淋洗出的钾量比 单施化肥的少，但是在聚丙烯酰胺质量分数为0.1°% 时与单施化肥培养的差异不显著。聚丙烯酰胺质量 分数在0.15%~0.75%之间，淋洗出的钾随质量分数 提高而减少，且差异显著，聚丙烯酰胺质量分数在 0.75%~1.25%之间，随质量分数增加，淋洗出的钾 量没有显著差异（图5)。
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 gkg-1 土时，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。