聚丙烯酰胺，简称PAM。 丙烯酰胺及其衍生物均聚物和共聚物的总称。 PAM产品分为阴离子、阳离子和非离子等类型，其分子分为网状和线状。 由于其独特的化学和物理性质，现已广泛应用于污水和饮用水的处理、造纸、石油开采、矿造、建材、纺织等行业。 与土壤相关的PAM主要有两个应用，一个是阳离子网PAM，它是高吸水性树脂，可作为农田保水剂使用。 另一种是阴离子型PAM，因其分子链长等特点被用作土壤改良剂，在抑制土壤侵蚀、防止水土流失中起着重要作用。

　　

许多实验表明，PAM能有效改善土壤结构，增加聚集体数量，减少土壤容积，提高渗透率，增加土壤含水量，提高土壤耐腐蚀性，提高作物产量。 总之，PAM具有保土、保水、保肥和增产四大功效。

　　

1 PAM的作用机理及影响因素

　　

PAM对土壤的改良效果主要是通过从土壤中吸收聚合物来实现的。 阴离子PAM与土壤表面具有相同的负电荷，应与土壤颗粒排斥，但在阳离子桥的作用下可与土壤结合。 土壤中的二价阳离子(如Ca2)将土壤颗粒表面与阴离子PAM的负相结合，形成阳离子桥，即PAM—Ca2+一土壤颗粒。 土壤粒子对PAM的吸收程度取决于PAM和土壤的性质。 通常主要影响因素是PAM的分子量、离子度和土壤中阳离子的含量。

　　

1.1 PAM分子量的影响

　　

分子量高分子链长的聚合物，由于分散土壤细粒间的桥结作用和在团粒外表面形成保护网的作用强，因此在水土保持方面比分子量低的聚合物效果好，但分子量过高，分子难以扩散到土层中对流，限制了改良土层的深度，在土壤表面容易形成高分子粘结土壤的膜状薄层，反而削弱了土壤的渗透性 因此，必须根据不同的土质选择适合分子量的PAM。 一般来说，砂土通常选择高分子量PAM(18mg/mol )，但质量高的土壤选择分子量低的PAM(6mg/mol )。

　　

1.2 PAM离子度的影响

　　

当PAM的分子量相同时，离子度是影响阳离子桥形成的重要因素。 高离子度引起聚合物分子间的排斥，聚合物分子链相互纠缠，降低土粒的吸收度。 因为具有一定的阴离子度是PAM能够被土粒吸收的前提条件，所以实际上采用了离子度为20%-30%的PAM。

　　

1.3土壤中阳离子的影响

　　

通常，聚丙烯酰胺应用于自来水介质，土壤的蕞终渗透率、累积渗透率、流出量的改善度优于去离子水介质。 这是因为多价金属阳离子影响聚合物分子与分散土粒的吸附作用，静电排斥使阴离子聚合物分子难以吸附在负的分散土粒表面，土壤改良作用不明显，多价金属阳离子在两者之间形成桥状化学键，促进了阴离子聚合物分子的吸附。

　　

2 PAM对土壤物理性状的影响

　　

土壤颗粒对PAM的吸收有效地改善了土壤的物理性状，增加了土壤的水稳定性团粒数，降低了土壤容积，提高了渗透性和孔隙率，提高了土壤的水分含量，保持了良好的土壤结构。

　　

2.1容积重

　　

随着PAM施用量的增大，土壤容重呈下降趋势。 PAM施用量从0.010%增加到0.200%时，实验室红壤容积比不加PAM时减少0.25-0.26g/cm3的PAM用量为0.75-1.25g/cm2时，陕西省田间土壤容积重量可平均降低O.068g/cm。

　　

2.2空隙率

　　

随着PAM的增加，田间试验的土壤毛细孔隙率和总孔隙率呈上升趋势，但实验室试验的土壤萎缩系数没有怎么增加。

　　

2.3土壤结构

　　

施用浓度为0.025-0.050%的PAM，红壤水稳定性团粒含量比对照增加29.74% -39.78%，PAM用量为0.25-1.25g/cm时，凝聚体总量( >0.25mm )平均增加30.2%，缓解土壤水分蒸发，调节土壤水肥气体状况

　　

2.4水分

　　

加入浓度为0.025%-0.050%的PAM，土壤毛管水量比相对增加3.7%-18.6%，表层土水分率增加3.0%-11.6%。 黄潮土施用PAM，在0-80kPa吸力范围内水土保持水量随聚合物用量的增加而增加。 土砂试验结果表明，施用聚丙烯酰胺可以缩短水分渗透土壤的时间，加快水分渗透土壤的速度，减少土壤水分的渗透量，抑制土壤水分的蒸发。 因此，田间施用聚丙烯酰胺有助于减少降雨后地面流失和深层渗漏，增强土壤保水能力和保水性能。 施用聚丙烯酰胺可以缓解土壤密度的增大，避免土壤变硬，保持良好的土壤疏松结构有助于作物的生长。

　　

2.5渗透性

　　

当PAM施用量从0.010%增加到0.200%时，土壤渗透系数比对照增加了1.07-5.35×10em/s。 3种离子度( 20%、30%、40% )、3种分子量( 6、12、18 mg/mo1) PAM作用于3种面团的土壤(土砂、土壤、粘土)的渗透率发生变化，离子度达到20%-30%时，不同分子量的PAM对不同面团的土壤有良好的效果，平均这些土壤的渗透率为3 Ben—Hur在室内模拟降雨条件下，探讨在25%倾斜角应用PAM提高渗透率，结果表明，PAM应用50和75kg/ha时，渗透率为28mm/h，此时对照试验的渗透率为8mm/h。 Santos采用PAM对地中海土壤进行连续分段沟灌试验，结果表明，两种情况下累积渗透分别增加20%和14%，PAM具有改善表层土壤结构、增加渗透率的作用，同时在田间管理中节约人才，应用安全。

　　

3.1 PAM的保土、保水、保肥、增产作用

　　

PAM通过改善土壤结构，增加土壤水稳定性团粒数量，提高土壤渗透性能，减少地表径流，有效提高土壤耐腐蚀性，使PAM处理的土壤具有良好的保水保水肥增产作用。

　　

3.1保土

　　

经PAM处理的土壤表面密集结构和高聚集稳定性能够有效地抑制土粒的分散，有效地防止土壤侵蚀。