【摘 要】通过对试验研究资科的整理和分析，阐述了聚丙烯酰胺防治田间水土流失的机理、适宜剂型、经济用量、效果、推广及应用潜力.经过大面积推广应用，取得了显著的经济效益、社会效益和生态效益.此项研究成果开辟了化学措施治理田间水土流失的一项实用新技术.随着聚丙烯酰胺在防治水土流失领域试验研究工作的进一步深入，这项技术将对辽宁省乃至全国水土保持工作的发展，具有深远的历史意义和重大的现实意义，其应用及开发潜力很大. 【关键词】聚丙烯酰胺；防治；水土流失；应用效果 1 引 言 辽宁省是水土流失比较严重的省份之一.全省总土地面积1453.3万hm2，耕地面积417.5万hm2，坡耕地中除已修梯田和缓坡地约占46.7万hm2外，尚有129.1万hm2坡耕地存在不同程度的水土流失.田间水土流失带走了大量的土壤、水分和肥分，严重破坏了耕地资源，给农业生产造成了极大的影响.目前，治理田间水土流失主要从工程措施、生物措施、农业措施等三个方面着手，但都存在投资大、周期长、见效慢等不足. 近年来，随着科学技术的发展，化学产品应用领域不断拓宽，化学措施防治水土流失必将成为一个新的领域.据1994年国际有关报导：“在美国爱达荷州使用低浓度的聚丙烯酰胺在防治田间水土流失和提高土壤的渗透性方面开始了初步试验研究，并提出这种材料有提高坡地作物产量的作用.”为此，辽宁省科委组织有关专家，召开了应用聚丙烯酰胺防治田间水土流失方面的立项研讨会，并于1994年向辽宁省水利水电科学研究院下达了“聚丙烯酰胺防治田间水土流失研究”的任务，列入“八五”期间辽宁省重点科技攻关项目.本项目历经5年的试验研究及示范推广，取得了可喜成果. 2 聚丙烯酰胺防治田间水土流失机理 聚丙烯酰胺是一种高分子聚合物，它具有平面网格和立体网格结构，并极易溶于水.通过大量试验得出：当其溶解于水，并与土壤颗粒发生作用时，能够改善土壤结构，增强土壤水稳性，提高土壤抗水蚀能力.通过试验，还优选出了适宜剂型及经济用量. 2.1 聚丙烯酰胺增大了土壤的沉降系数 将聚丙烯酰胺溶解于水，配成不同浓度的水溶液，并均匀喷施于土壤表面，使其与土壤颗粒充分结合，同时，对照土样均匀喷施等体积的清水.经取土样试验检测，聚丙烯酰胺处理后的辽西砂壤土沉降系数由原来的158％增大到172％，比对照土样相对增加了9％；辽北中壤土由144％增大到161％，轻壤土也相对增加了8％.这些变化表明，聚丙烯酰胺能够增大土壤的沉降系数，有利于提高土壤的抗水蚀能力. 2.2 聚丙烯酰胺能够改善土壤结构 对施用聚丙烯酰胺的土样品与对照土样进行了检测，结果施用聚丙烯酰胺的土壤的分散系数减少了7.1％～28.6％，结构系数增大了3.2％～7.7％，说明聚丙烯酰胺增强了土壤的结构性能，提高了土壤的整体性. 2.3 聚丙烯酰胺具有改良土壤水稳性的作用 不论是辽西砂壤土还是辽北中壤土，施用聚丙烯酰胺1～2d后，即能观测到土壤水稳性团粒含量增加，降雨以后，表层土壤团粒结构明显，土壤疏松、不板结，而对照区经过干湿交替后，表层土板结僵硬.从表1中可以看出，施用聚丙烯酰胺后的土壤水稳性团粒含量增加了34.5％～51.4％. 表1 聚丙烯酰胺对土壤水稳性团粒含量的影响
2.4 聚丙烯酰胺改善了土壤的渗透性 观测结果表明，处理区土壤渗透系数比对照区增加了32％.渗透系数增大，有利于雨水入渗到土壤底层蓄积起来，地表不产生径流或径流量减小，从而减少地表径流冲刷，起到保水、保土的作用.同时，还可改善土壤的通气条件，为作物增产打下基础. 3 聚丙烯酰胺防治水土流失的效果 在铁岭市泉河水土保持试验站开展了聚丙烯酰胺室内剂型和浓度优选试验、持效性试验及室外的抗溅蚀试验等.在这些试验过程中，观测了聚丙烯酰胺防治田间水土流失的效果.结果表明：聚丙烯酰胺具有明显的防治水土流失效果.在聚丙烯酰胺剂型优选试验中，处理区田面冲沟明显小，且土壤流失量较对照区减少40.3％～73.8％（见表2）. 表2 不同坡度田面土壤流失量观测结果
注：A——PHP（分子量为400万～500万）；B——PHP（分子量为300万～400万）；C——PAM（分子量为300万～400万）. 对表2所列的三种坡度田面土壤流失量观测结果进行了变量分析，得出处理间差异显著，再进行检验分析，处理区较对照区均为差异显著或极显著，这说明聚丙烯酰胺不仅从机理上可以改良土壤结构，提高土壤抗水蚀能力，实用上也确实具有防治田间水土流失的效果.6°坡土壤流失量观测结果变量分析计算如表3、表4所列，其余坡度观测结果趋势相同. 4 聚丙烯酰胺在防治水土流失领域的推广及应用潜力 通过室内外试验，摸清了聚丙烯酰胺防治田间水土流失机理和效果后，在铁岭和朝阳两市地开展了聚丙烯酰胺防治田间水土流失技术示范和推广.这项技术操作简单、方便、易学，且投入少，亩平均需聚丙烯酰胺材料费仅8～15元.但效益大，直接增产效益及改土、保土、保水、保肥等社会、生态效益总值达到投入的10～15倍.示范及推广工作受到了地方群众的欢迎，截至1998年底，辽宁省坡耕地推广应用聚丙烯酰胺面积近20万hm2、总（折合）经济效益达2亿多元.聚丙烯酰胺在防治坡耕地水土流失中发挥了巨大作用，为水土流失治理提供了一项新技术. 表3 6°坡土壤流失量变量分析
表4 6°坡土壤流失量t检验分析
随着社会的发展，科学技术不断进步，人类在不断地改造自然和征服自然，也在不断地破坏环境，再生一系列环境问题.人类为了扩大生存空间，在不断地开展城镇建设，开发新区，开矿建厂；为了发展旅游，砍树平山，修建亭廊阁轩等，常造成城镇排水工程淤堵，破坏市区环境，加剧水土流失程度及护坡工程建设难度，这些属于城市发展中的水土流失问题.为了发展山区经济，开辟畜牧、养殖业，但由于牲畜散放、蚕农管理技术粗放，造成林地人踩、牲畜践踏，林下无草；蚕场养殖失衡，造成次生沙化等，产生农村新的水土流失的问题.上述这些以及其它方面水土流失的治理问题，促进了聚丙烯酰胺在防治水土流失领域试验研究工作的进一步深入和广泛推广，聚丙烯酰胺在防治水土流失领域的开发和应用，对辽宁省乃至全国水土保持工作的发展，具有深远的历史意义和重大的现实意义，其应用潜力很大. 参 考 文 献 ［1］中国科学院南京土壤研究所.土壤理化分析［M］.上海：上海科学出版社，1978. ［2］赵仁镕.田间试验方法［M］.北京：农业出版社，1978. 作者简介：宋国献（1958-），男，高级工程师，科长. 作者单位：1.辽宁省水土保持局；2.辽宁省水利水电科学研究院 |
