聚丙烯酰胺在平頂山土壤改良、化肥等行業(yè)中的應(yīng)用
一、平頂山聚丙烯酰胺概述
聚丙烯酰胺是一種高分子聚合物，簡稱PAM，屬于絮凝劑，外觀為白色顆粒狀或者粉末狀，易溶于水，它的分子量在600-2000萬之間。其按照離子型號劃分，可以分為：陽離子聚丙烯酰胺、陰離子聚丙烯酰胺、非離子聚丙烯酰胺和兩性離子聚丙烯酰胺。
聚丙烯酰胺作為絮凝劑使用時，可以與分散于溶液中的懸浮粒子，進行吸附和架橋作用，有著極強的絮凝作用，能夠快速的將各種水質(zhì)中的污染性沉淀下去，廣泛應(yīng)用在造紙、石油、化工、紡織、印染、電力、鋼鐵、選礦等眾多行業(yè)的水處理中。除此之外，聚丙烯酰胺還可以用作混凝土外加劑、制香增稠劑、采油助劑、造紙分散劑等眾多行業(yè)中。
二、平頂山聚丙烯酰胺在土壤改良和化肥行業(yè)中應(yīng)用時的作用原理
聚丙烯酰胺的型號眾多，其中可以用在土壤改良中的主要是陽離子聚丙烯酰胺和陰離子聚丙烯酰胺。
聚丙烯酰胺可以按照一定的比例，與化肥混合，之后，施用在田間。聚丙烯酰胺與土壤接觸，被土壤吸收之后，它自身帶有與土壤表面相同的負電荷，本應(yīng)與土壤顆粒相斥，但是它卻能夠通過陽離子橋的作用與土壤相結(jié)合。土壤中的二價陽離子(如Ca2 )可以分別結(jié)合土壤顆粒表面和陰離子聚丙烯酰胺的負相，形成陽離子橋，即PAM—Ca2+ 一土壤顆粒。土壤顆粒對聚丙烯酰胺的吸收程度取決于聚丙烯酰胺和土嚷的性質(zhì)。
在被土壤吸收之后，不同型號的聚丙烯酰胺會呈現(xiàn)兩種狀態(tài)：網(wǎng)狀和線型。網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的聚丙烯酰胺，相當(dāng)于一種高吸水性樹脂，可以用作農(nóng)田保水劑，線型的鞏義金譽聚丙烯酰胺，因其分子鏈長等特征，用作土壤改良劑，在控制土壤侵蝕、防止水土流失方面起到了重要的作用。其中陽離子聚丙烯酰胺的分子結(jié)構(gòu)為網(wǎng)狀聚丙烯酰胺，鞏義金譽陰離子聚丙烯酰胺和非離子聚丙烯酰胺為線型聚丙烯酰胺。
這種網(wǎng)狀和線型的聚丙烯酰胺作用于板結(jié)土壤、鹽堿土壤、砂地等多種類型的耕地土壤中時，可以利用自身的性能，影響土壤的滲透性、孔隙度、水分含量、土壤結(jié)構(gòu)、容重等物理性狀，從而會增加土壤水穩(wěn)性團粒數(shù)目、降低土壤容重、提高滲透性和孔隙度，提高土壤的水分含量，這些都會為農(nóng)作物的良性生長提供良好的土壤結(jié)構(gòu)。這些就是土壤改良劑聚丙烯酰胺的作用原理概述。
需要注意的是，聚丙烯酰胺在土壤改良中應(yīng)用時，針對不同的土壤類型，所使用的聚丙烯酰胺型號、分子量、離子度都有很大的差別，并且，同一種土壤類型，不能使用兩種及兩種以上的聚丙烯酰胺產(chǎn)品。在使用時，聚丙烯酰胺的使用方法和用量要求也非常嚴苛，不能隨意。這些都是鞏義金譽聚丙烯酰胺在土壤改良中使用時的注意事項，希望廣大客戶在使用時，先咨詢清楚，再購買使用。
三、聚丙烯酰胺對平頂山土壤的哪些物理性狀有影響?
聚丙烯酰胺在被土壤吸收之后，可以對土壤的滲透性、孔隙度、水分含量、土壤結(jié)構(gòu)、容重等物理性狀造成影響，這種影響會增加土壤水穩(wěn)性團粒數(shù)目、降低土壤容重、提高滲透性和孔隙度，提高土壤的水分含量，從而為農(nóng)作物的良性生長提供良好的土壤結(jié)構(gòu)。以下是聚丙烯酰胺在土壤改良中使用時，對土壤物理性狀的一些具體影響：
1、滲透性
聚丙烯酰胺在使用時，不同分子量的聚丙烯酰胺(600萬、1200萬、1800萬分子量)產(chǎn)品對不同質(zhì)地的土壤(砂土、黏土等)均有很好的效果，平均可以提高所試驗土壤的滲透率3-5倍。聚丙烯酰胺在被土壤吸收之后，有很好的改善表層土壤結(jié)構(gòu)，增加滲透率的作用。
2、孔隙度
隨著聚丙烯酰胺用量的適當(dāng)增加，田間實驗的土壤毛管孔隙度和總孔隙度都呈現(xiàn)上升的趨勢。
3、水分含量
經(jīng)過農(nóng)業(yè)技術(shù)人員對聚丙烯酰胺在土壤中施用之后的分析發(fā)現(xiàn)：在黃潮土中施入聚丙烯酰胺之后，土壤持水量隨聚丙烯酰胺的增加而增大，同時增加了有效含水量;在砂土中施入聚丙烯酰胺之后，可以縮短水分滲入土壤的時間，加速水分滲入土壤的速度，減少土壤水分滲出量，抑制土壤水分蒸發(fā)。
這些研究發(fā)現(xiàn)表明：在田間施用聚丙烯酰胺，將有助于減少降雨后的地面徑流和深層滲漏，增強土壤的持水能力和保水性能。施用鞏義金譽聚丙烯酰胺還可以減緩?fù)寥烂芏鹊脑龃螅苊馔寥谰o實板硬，從而保持土壤良好的疏松結(jié)構(gòu)，這將有助于作物的生長發(fā)育 。
4、土壤結(jié)構(gòu)
對于赤紅壤和板結(jié)土壤來說，施用聚丙烯酰胺，可以增加土壤中的水穩(wěn)性團粒，從而起到疏松土壤、減緩?fù)寥浪终舭l(fā)，調(diào)節(jié)土壤的水肥氣狀況的作用。
5、容重
隨著聚丙烯酰胺施用量的增加，土壤的容重逐漸下降。容重下降之后的土壤，更有利于農(nóng)作物的生長。
這些都是聚丙烯酰胺在施入土壤之后，對土壤各方面物理性狀的影響，起到的作用都是比較積極的，有利于農(nóng)作物生長的。大家在使用時，最好是事前取得各個型號的聚丙烯酰胺樣品，并且咨詢我們廠家專業(yè)的技術(shù)人員，清楚聚丙烯酰胺的使用發(fā)放和施用量，然后再根據(jù)實際的土壤情況，進行實驗對比，以確定最佳的聚丙烯酰胺型號和最適合的用量。
四、聚丙烯酰胺在保土、保水、保肥、增產(chǎn)中的實際作用
以下是我方生產(chǎn)的聚丙烯酰胺產(chǎn)品在農(nóng)田土壤改良中的實際試驗結(jié)果。
1、保土
聚丙烯酰胺處理過的土壤表面緊密的結(jié)構(gòu)和較高的團聚體穩(wěn)定性有效抑制了土粒的分散，可以有效地防止土壤的侵蝕。
我們廠的技術(shù)人員和農(nóng)業(yè)科技人員，利用小型水道進行了針對壤土和黏土的聚丙烯酰胺溝灌試驗。試驗中，壤土的滲透率減少了59%，而黏土減少了22%，這主要是由于具有不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)、窄孔隙的壤土比黏土更易被沉積物阻塞。試驗還表明，聚丙烯酰胺處理有效地減少了流水侵蝕 。
在噴淋灌溉系統(tǒng)中，水滴降落在傾角為2.4%的壤土層上。2kg/ha的聚丙烯酰胺在第一次20mm的灌溉中就比對照降低徑流70%，減少土壤流失75%。由此可見，聚丙烯酰胺有效地減少了徑流和侵蝕，且對侵蝕的控制比對徑流更有效 。
我們又選擇了多種不同的土壤改良劑，對砂壤土進行灌溉對比，發(fā)現(xiàn)陰離子聚丙烯酰胺比其他類型的土壤改良劑在控制土壤侵蝕上，有更明顯、更好的效果。在以5～20g/m陰離子聚丙烯酰胺灌溉1～2h后，沉積物損失減少45% ～98%。低濃度鞏義金譽陰離子聚丙烯酰胺經(jīng)多次灌溉或是定期灌溉也能達到同樣的效果。用湍流灌溉也不會影響到土粒對陰離子聚丙烯酰胺的吸收 。
我們又研究了以陰離子聚丙烯酰胺和磷石膏混合制成的土壤改良劑在施用之后，雨滴動能對滲透系數(shù)和土壤侵蝕的影響，隨著雨滴動能的增加，這種改良劑抑制土壤密封的作用也逐漸提高，這是陰離子穩(wěn)定團聚體結(jié)構(gòu)，緩解因雨滴對團聚體的擊打而崩解的結(jié)果。同時還實驗得出土壤的侵蝕與土壤的滲透系數(shù)之間很可能不是直接相關(guān)的 。
我們在選擇中等離子度、分子量的陰離子聚丙烯酰胺實驗時，得出陰離子聚丙烯酰胺可以有效的控制溝灌中的沉積物損失。未經(jīng)處理的溝渠有75%超過了沉積物損失的最大容許值，而經(jīng)陰離子聚丙烯酰胺處理后的溝渠只有13%超過這一容許值。這些處理平均減少了94%的沉積物損失并且增加了15%的凈滲透 。
另外我們在整個實驗過程中觀察發(fā)現(xiàn)，在坡度為6。、10。、15。時，田面土壤流失量分別比對照減少73.8%、69.5%、43.8%。并且還發(fā)現(xiàn)陰離子有很強的抗濺蝕作用，濺蝕量隨著用量的增加而減小 。同時，在施用陰離子聚丙烯酰胺之后，土壤的侵蝕量明顯下降兩至六成。
2、保水
在玉米生育期的不同時間段內(nèi)，施用過聚丙烯酰胺的土壤，可以在較長時間內(nèi)保持較高的水分含量，且隨濃度的增加其保水效果增強?？梢钥闯鼍郾０返谋ＫЧ浅：?。
3、保肥
我們研究了土壤吸附肥料實驗和土壤肥料淋溶實驗，得出聚丙烯酰胺可以使土壤對N 、K 、NO3、PO4 的吸附分別增加30.6% ～162.6%、14.5% ～20.6%、2.5% ～16.3%、0.9% ～21.8%;NH4 +、K+ 、NO-、PO43- 的淋溶下移率分別為40.1%(對照為63.7%)、27.6%(64.4%)、68.5%(77.0%)、46.2%(57.0%)。由此可見，無論土壤對肥料的吸附還是淋溶，鞏義金譽聚丙烯酰胺都能夠起到不同程度的保肥作用 。
在農(nóng)田灌溉實驗中，聚丙烯酰胺的加入可以減少徑流中帶出的總磷(對照的84%)、氮(83%)和BOD(72%)，能夠有效地控制土壤肥分的流失 ;施用聚丙烯酰胺還可以降低有機質(zhì)、速效氮、速效磷、速效鉀的流失量，保肥效果最高可達80%以上。
4、增產(chǎn)
聚丙烯酰胺的增產(chǎn)效果顯著，當(dāng)其濃度為0.75～1.25g/cm 時玉米增產(chǎn)幅度為11.7%～18.3%。田間施用聚丙烯酰胺后增產(chǎn)幅度為5% ～10% 。
以上這些就是聚丙烯酰胺在農(nóng)田土壤改良中保土、保水、保肥、增產(chǎn)的實驗結(jié)果分析。需要注意的是，大家在將鞏義金譽陽離子聚丙烯酰胺、陰離子聚丙烯酰胺、非離子聚丙烯酰胺作為土壤改良劑使用時，應(yīng)該事先清楚各種類型的土壤使用的聚丙烯酰胺型號，同時要選擇合適的聚丙烯酰胺使用方法，及正確的用量。
五、不同類型的土壤適合使用的聚丙烯酰胺類型
我們廠家的技術(shù)人員和國內(nèi)的土壤改良專家經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，分子量越高的聚丙烯酰胺聚合物，在在分散土壤細粒間的橋鍵作用和在團粒外表面形成保護網(wǎng)的作用較強，因此在水土保持方面的效果比分子量低的聚合物好。但是，當(dāng)分子量超過一定的數(shù)值，就會使分子在土層中擴散和對流的效率降低，從而限制了聚丙烯酰胺改良土層的深度，并容易在土壤表面形成高分子膠結(jié)土壤的膜狀薄層，反而減弱土壤的滲透性 。因此，要根據(jù)實際情況，選擇合適分子量的鞏義金譽聚丙烯酰胺產(chǎn)品。
進過我們研究發(fā)現(xiàn)，質(zhì)地稀松、以流動的砂土地更適合選擇高分子量的聚丙烯酰胺(1800萬分子量及以上的聚丙烯酰胺)，而質(zhì)地密實的土壤，更適合選擇低分子量的聚丙烯酰胺(800萬分子量及以下的聚丙烯酰胺).。
一般的，在土壤改良中，使用陰離子聚丙烯酰胺的情況更多，尤其是對于板結(jié)的土壤，在改良時，多使用低分子量的陰離子聚丙烯酰胺;對于那些產(chǎn)量低的砂地，則選擇的多是高分子量的鞏義金譽陰離子聚丙烯酰胺。若是對干旱少雨的土地來水，則選擇的都是陽離子聚丙烯酰胺。
需要注意的是，在土壤改良中，選擇聚丙烯酰胺時，只可以同時使用一種型號的鞏義金譽聚丙烯酰胺，不能兩種或者多種混用，否則不僅達不到改良效果，還有可能對作物產(chǎn)生不良影響。切記切記!!!
六、聚丙烯酰胺的使用方法及用量標準
聚丙烯酰胺作為平頂山土壤改良劑，只有先被土壤完全吸收之后，才能發(fā)揮保土、保水、保肥、增產(chǎn)、改良的作用。
土壤改良劑聚丙烯酰胺的使用方法有兩種。一種是將其事先溶解，然后用大量清水稀釋，之后通過農(nóng)田噴灌或者滴灌系統(tǒng)，流入田中，對土壤進行改良、修復(fù)。另外一種方法是將顆粒狀或者粉末狀的聚丙烯酰胺混合在化肥中，拋灑在農(nóng)田中，之后進行翻耕或者灌溉，讓其被土壤吸收。
這就是土壤修復(fù)用聚丙烯酰胺的兩種使用方法。
以上就是聚丙烯酰胺在土壤改良和化肥等行業(yè)中的應(yīng)用情況。
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