聚丙烯酰胺簡稱PAM是一類重要的水溶性高分子聚合物，是由丙烯酰胺均聚或與其它單體共聚而成，含50％以上的線性及水溶性高分子化學(xué)產(chǎn)品的總稱。源于分子結(jié)構(gòu)上的特性，PAM具有特殊的物理化學(xué)性質(zhì)，廣泛應(yīng)用于石油開采、污水處理、造紙、礦產(chǎn)、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、紡織等行業(yè)，享有“百業(yè)助劑”之稱。

 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的作用

1、保水

土壤水分是土壤的重要組成部分，它不僅是作物生長需水的主要供給源，而且是土壤內(nèi)生物活動和養(yǎng)分轉(zhuǎn)化的必要條件，且對物理性質(zhì)及土壤耕作有很大影響。土壤中加入聚丙烯酰胺能顯著提高土壤含水率，抑制土壤結(jié)皮形成，增加水分入滲。土壤結(jié)皮存在于土壤表層，具有密度大、孔隙小、低飽和導(dǎo)水率的性質(zhì)，能夠阻礙土壤水分入滲、增加地表徑流以及妨礙種子發(fā)芽。

 聚丙烯酰胺可增加土壤水分入滲，即增加土壤的含水率，能夠在降雨后一定時間內(nèi)保持土壤的含水量。聚丙烯酰胺的覆蓋率越高，土壤的含水率就越大。于曉光等對砂土進(jìn)行了試驗(yàn)，結(jié)果表明，施用聚丙烯酰胺可以縮短水分入滲時間，提高水分入滲速率，減少土壤水分滲出量，抑制土壤水分蒸發(fā)。研究結(jié)果表明，土壤吸力較低的階段，隨著聚丙烯酰胺施用量的增加，土壤持水量增加，作物可利用的有效水增加。聚丙烯酰胺可提高土壤含水量，并且施用量越大，土壤水分提高的幅度也越大。試驗(yàn)表明，聚丙烯酰胺可有效增加土壤入滲速率、增加土壤持水力、抑制土壤水分蒸發(fā)，且聚丙烯酰胺的濃度增加，其改土的效果愈明顯；但當(dāng)聚丙烯酰胺濃度過高時，則會在土壤表層過度黏結(jié)土粒，反而抑制水分入滲。也有試驗(yàn)表明，聚丙烯酰胺的吸水倍率與溶液中的金屬鹽離子濃度有關(guān)，一般呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)。

2、土壤結(jié)構(gòu)改良與保肥

  聚丙烯酰胺在減少土壤侵蝕的同時，可有效改善土壤結(jié)構(gòu)，使土壤大團(tuán)聚體數(shù)目增加，使土壤總孔隙度和毛管孔隙度上升，降低土壤容重，最終使土壤顆粒和孔隙結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定。聚丙烯酰胺還顯著影響土壤對肥料元素的吸附，聚丙烯酰胺通過穩(wěn)定水穩(wěn)性團(tuán)粒結(jié)構(gòu)以及對肥料元素吸附，抑制肥料元素流失，提高肥料利用率。經(jīng)過聚丙烯酰胺處理后的土壤有機(jī)質(zhì)、速效氮、速效磷和速效鉀等含量會顯著提高。

 通過土壤吸附肥料和土壤肥料淋溶試驗(yàn)得出，聚丙烯酰胺可以使土壤對NH4+和NO3－的吸附分別增加30．6%～62．6%和2．5%～16．3%。肇普興等的試驗(yàn)結(jié)果表明，在坡度為6°、10°、15°時施聚丙烯酰胺，其保肥率分別提高了80%、65%和55%。杜堯東等通過田間坡地試驗(yàn)研究表明，坡地施用陰離子型分子量300萬～400萬Da的聚丙烯酰胺，可減少地表徑流，提高土壤水分含量，促進(jìn)土壤沉降，減少土壤侵蝕量和肥力流失

。通過室內(nèi)模擬試驗(yàn)表明，聚丙烯酰胺處理可使土壤淋溶液中的N、P累積量分別較對照減少了42．40%、43．85%，同時隨著聚丙烯酰胺濃度的增加，土壤中養(yǎng)分淋失進(jìn)一步減少。試驗(yàn)結(jié)果表明，在濃度為0．05%～0．4%，聚丙烯酰胺可促進(jìn)土壤＞0．25mm水穩(wěn)性團(tuán)聚體的形成，并有效降低土壤團(tuán)聚體分形維數(shù)，改善土壤結(jié)構(gòu)。聚丙烯酰胺對土壤結(jié)構(gòu)的改良與其施用量有很大程度的關(guān)系，聚丙烯酰胺施用后使土壤孔隙度明顯增加，但隨著使用量的增大增加的幅度減慢；使用量在1．0～1．5g/m2，容重變化顯著，平均減少0．09～0．11，再增大則效果不明顯。

3、保溫聚丙烯酰胺施入土壤，水分被網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)吸持，自由水減少，從而使土壤傳導(dǎo)率降低，因此土壤的溫度白天較低，夜間較高，日溫差減小，利于植物生長發(fā)育。研究表明，聚丙烯酰胺對創(chuàng)建土壤中粒徑0．25～4．00mm的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)有利，同時還可以明顯提高土壤的膨脹率和土壤的保溫性能。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料研究所在北京潮褐土冬小麥地地表撒施0．1%聚丙烯酰胺，發(fā)現(xiàn)其對5cm土層溫度影響最大，地表最高、最低溫度和平均溫度均提高。

4、增產(chǎn)

聚丙烯酰胺增強(qiáng)了土壤的保水性和保肥性，增強(qiáng)了土壤的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，提高了土壤的通透性和抗旱能力，給作物的生長提供了相對優(yōu)越的條件，顯著促進(jìn)作物生長發(fā)育并提高了作物產(chǎn)量。SternR隨灌溉向地表撒施20kg/hm

2的聚丙烯酰胺，小麥產(chǎn)量提高了9．0%。試驗(yàn)結(jié)果表明，施用聚丙烯酰胺可促使萵苣、大麥干物質(zhì)質(zhì)量提高，最高處理較對照增產(chǎn)4倍，水分利用率增長了3倍。在馬鈴薯地施加聚丙烯酰胺，增大了馬鈴薯塊莖，

產(chǎn)量提高了7．6%～2．5%。試驗(yàn)表明，玉米生育期間淺層土壤貯水量隨聚丙烯酰胺的使用量增加而提高；玉米葉片光合速率、莖葉生物量、根系生物量、果穗生物量、莖桿粗度、籽粒產(chǎn)量、千粒重也隨聚丙烯酰胺施用量的增加而提高；從播種到成熟期，玉米耗水量減少，水分利用效率、水分產(chǎn)出率極顯著提高。研究表明，聚丙烯酰胺在黃土地旱作農(nóng)業(yè)中應(yīng)用，具有提高經(jīng)濟(jì)效益的作用，為聚丙烯酰胺大面積推廣提供了條件。

  我國水資源緊缺，水土流失嚴(yán)重，聚丙烯酰胺用做土壤改良劑，技術(shù)操作簡單、方便、易學(xué)、且投入少，可直接產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，且改土、保土、保水、保肥等效益顯著，是保水增產(chǎn)的一條新途徑。目前聚丙烯酰胺在農(nóng)林業(yè)上的應(yīng)用研究已經(jīng)深入開展，聚丙烯酰胺將成為農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)上不可缺少的物質(zhì)，具有深刻的意義，聚丙烯酰胺在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用前景相當(dāng)廣闊。