施用PAM對(duì)天津?yàn)I海吹填土改良效果的研究.pdf

1、鹽堿土是陸地上廣泛分布的一種土壤類(lèi)型，其不良的理化性狀嚴(yán)重限制著其生態(tài)利用價(jià)值。沿海吹填造地是天津?yàn)I海新區(qū)緩解人地矛盾的重要方法和途徑，由此吹填形成的吹填土理化性質(zhì)同鹽堿土類(lèi)似，由于長(zhǎng)期被海水浸漬，存在含鹽量高、物理結(jié)構(gòu)差等問(wèn)題，給當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)綠化帶來(lái)了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。
　　利用土壤改良劑是吹填土改良的重要措施之一。PAM(聚丙烯酰胺，Polyacrylamide)是丙烯酰胺及其衍生物的均聚物和聚合物的總稱(chēng)，用途廣泛，被稱(chēng)為“百業(yè)助劑”。

2、PAM作為土壤結(jié)構(gòu)改良劑，具有增強(qiáng)土壤顆粒間凝聚力，維持良好土壤結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)土壤入滲性能，增加土壤含水量及抑制土壤水分蒸發(fā)等作用。本文以天津?yàn)I海吹填土為對(duì)象，分批研究不同分子量和濃度的PAM以及PAM和石膏混合施用對(duì)土壤的改良效果，最終得出適用于天津?yàn)I海吹填土的PAM最佳處理，以期為天津?yàn)I海新區(qū)吹填土綠化改良工作提供一定指導(dǎo)和依據(jù)。研究結(jié)果如下:
　　PAM能改善吹填土導(dǎo)水性能。通過(guò)改善土壤導(dǎo)水性能，PAM能加快吹填土淋洗脫鹽的速度

3、。施加了不同濃度，分子量為300萬(wàn)的PAM溶液的處理，其穩(wěn)定入滲速率為空白對(duì)照的1.4～1.8倍，淋洗終點(diǎn)時(shí)各處理積累入滲總量為對(duì)照的1.3～2.1倍;施加了不同濃度，分子量為1200萬(wàn)的PAM的處理，其穩(wěn)定入滲速率為空白對(duì)照的1.0～3.2倍，終點(diǎn)時(shí)積累入滲總量為對(duì)照的1.1～4.6倍。不同分子量PAM對(duì)吹填土導(dǎo)水性能改善效果最佳濃度均在1.2～1.5％之間。將分子量為300萬(wàn)，600萬(wàn)，800萬(wàn)，1000萬(wàn)，1200萬(wàn)和1400萬(wàn)的

4、PAM按照1.4％的濃度配置成溶液，施用之后各處理的穩(wěn)定入滲速率為空白對(duì)照的1.27～2.08倍，其中分子量為1200萬(wàn)的PAM溶液對(duì)吹填土導(dǎo)水性能改善效果最為顯著。
　　PAM能降低吹填土土壤容重。對(duì)于分子量為1200萬(wàn)的PAM，其施用濃度為0.01％～0.20％范圍之內(nèi)時(shí)，土壤容重隨著PAM施用濃度的增大而減少，容重降低幅度為0.44％～6.69％，其中施用濃度為0.20％時(shí)容重降幅最大，為1.479 g/cm3，相比空白對(duì)照

5、降低了6.69％。當(dāng)PAM施用濃度大于0.20％時(shí)，土壤容重隨著PAM溶液濃度的升高呈升高的趨勢(shì)，但仍小于空白對(duì)照。施用濃度為0.25％，0.30％，0.40％的處理相比對(duì)照其容重分別降低了6.12％，5.17％和4.61％。對(duì)于不同分子量的PAM，施用后各處理土壤容重由對(duì)照的1.578 g/cm3降低到1.486～1.512 g/cm3，降幅為4.18％～5.89％，平均為5.23％。其中分子量為1200萬(wàn)的PAM處理降幅最大。土壤容

6、重在一定范圍內(nèi)隨著施用PAM的分子量的增大而降低，但是當(dāng)分子量高到一定程度時(shí)，其變化程度已不明顯，分子量800萬(wàn)，1200萬(wàn)和1400萬(wàn)的處理土壤容重降幅為5.64％～5.89％，差異并不明顯。
　　PAM能增強(qiáng)吹填土保水性能。與對(duì)照相比，施加PAM不僅可以增加土壤的飽和含水量，而且能有效抑制土壤水分蒸發(fā)，效果與PAM溶液施用濃度呈正比。對(duì)于分子量為1200萬(wàn)的PAM，在淋洗結(jié)束后第0，4，8，14和22d時(shí)，PAM濃度為0.30

7、％處理的土壤含水量分別為115.02％，87.35％，80.15％，65.06％和40.44％，分別為空白對(duì)照的1.41，1.37，1.46，1.69和2.47倍。PAM之所以能提高土壤保水性能，是由于其能改善吹填土土壤結(jié)構(gòu)，增加土壤團(tuán)聚體和土壤孔隙度，同時(shí)PAM分子自身具有親水基團(tuán)能吸附水分子從而減緩?fù)寥浪值纳⑹А?br>　　PAM和石膏混合施用能抑制淋洗脫鹽過(guò)程中土壤pH的上升。在經(jīng)過(guò)淋洗脫鹽之后，各處理含鹽量均降低到1.5％以下

8、。但是各處理土壤pH變化不同，空白對(duì)照及石膏單獨(dú)處理淋洗終點(diǎn)土壤pH分別為9.13和9.09，相比原土升高了9.3％和8.8％，SAR值由原土的15.4升高到129.8和135.1。表明吹填土在淋洗脫鹽之后由鹽土演變?yōu)閴A土，同樣不利于植物生長(zhǎng)。而添加了石膏之后，能抑制吹填土在淋洗脫鹽過(guò)程中pH的過(guò)度上升，當(dāng)PAM濃度為0.15％，將石膏和土壤的比例分別按照3.5g/kg，7g/kg和14g/kg的方式和PAM溶液混合施用之后，淋洗終點(diǎn)土

9、壤pH值分別為8.58，8.43和8.28，鈉吸附比為64.4，26.5和6.2，說(shuō)明隨著石膏施用量增大，吹填土的堿化度呈現(xiàn)降低的趨勢(shì)。由于CaSO4本身不易溶解，所以可以確定土體中仍含有大量未溶解石膏，其留存在土體內(nèi)，能緩慢的釋放出Ca2+并進(jìn)一步的交換出土壤膠體中Na+，中和土壤溶液中OH-并抑制HCO3-的產(chǎn)生，雖然在短時(shí)間內(nèi)無(wú)法顯著降低土壤pH，但能起到預(yù)防吹填土發(fā)生次生堿化風(fēng)險(xiǎn)的作用。
　　PAM和石膏混合施用能增加土壤

10、團(tuán)聚體含量。單獨(dú)施用PAM便能顯著提高吹填土水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量，吹填土中大于0.25mm的水穩(wěn)性團(tuán)聚體總量比對(duì)照提升了27.2％，大于0.5mm的水穩(wěn)性團(tuán)聚體總量比對(duì)照提升了60.2％，大于1mm的水穩(wěn)性團(tuán)聚體總量較對(duì)照提升了82.2％。當(dāng)PAM與石膏混合施用之后，能進(jìn)一步提升吹填土土壤團(tuán)聚體尤其是粒徑小于1mm的水穩(wěn)性團(tuán)聚體的含量，其中PAM濃度為0.15％，石膏施用量為3.5g/kg，7g/kg和14g/kg的處理大于0.25mm的水