水土流失損失T 大M的土壤水分和養分,降低r耕地質M,破壞了牛態環境,對 農業的吋持續發展構成了嚴1威脅。H前,治理田間水上流失 采用的r程措施、棺物措施、農業技術措施等,都存在投資大、 見效慢等不足。近年來,采用化學措施防治水七流失d成為一 個新的研究領域并受到研究者的廣泛關注。卨分子聚合物聚 內烯酰胺作為絮凝劑、鉆井泥漿處理劑、堵水劑、織物處理劑、 紙力增強劑、土壤結構改良劑等已被廣泛丨>V:用f水處理、石油 鉆探、煤炭地質、紡織造紙及農業十.壤改良等方應用于水 土保持領域在國內外僅處于起步階段。美M農、Ik W利用低濃 度的聚內烯ft胺處理溝灌水防治田間土壤位蝕取得了良好效 果;以色列、比利時、委內瑞拉、印度等w家也幵展r應用聚丙 烯酰胺防治水土流失的試驗研究;中M科學院南京土壤研究所曾應用聚乙醇改良十.壤,也提及聚乙醇A有抗御t壤水蝕的作 用。為了深人研究聚內烯酰胺防治水土流火的作用,我們開展 了大M的笮內試驗、田間試驗和爾范位用,取得了大莆的試驗 數據。本研究根據我們所做的宰內試驗研究,提出r聚內烯酰 胺防治士.壤份蝕的M優劑咽適ft用tt的持效性,ft在為田間施 用聚內烯酰胺防治土壤M蝕提供指導。
1試驗地點、試驗土樣與研究方法
1.1試驗地點
試驗在鐵嶺市西豐縣泉河水上保持試驗站試驗室進行。 該試驗站是遼寧宵水十_保持試驗站中具有代表性的,其試驗宰 Sd腎打開展水±保持相關試驗所耑的儀器設備,有專業嫻熟的 試驗工作人M。
1.2試驗土樣
試驗土樣取A遼寧咨水土流失嚴車的遼北地K:21,經調 杳,選擇遼北地K的棕壤i:為試驗土壤。將f.樣運至試驗宰,擬降鬧結束后靜置1、然后再繼續下一次模擬降雨試驗。共 進行5次模擬降雨試驗后,觀測各小區徑流M和土壤流失量。 之后,對小區深5 ~丨0 cm的土壤進行擾動,即用農用耙子反復 耙拉5次,靜置1 h,再進行下一個累計5次的模擬降雨試驗。 如此循環,共進行8次各小K徑流M和土壤流失量觀測。 統計分析各小區徑流域和土壤流失*。
2結果與分析
在農田種植、管護等生產環節中,每個生產季節要對田面 土壤進行3 ~4次鏟、耕等擾動作業活動。本研究是在不考慮 紫外線照射促進聚閃烯酰胺產品老化的情況下,選用遼北地區 的中壤上和聚內烯酰胺陰離子型分子M 300萬-400萬劑塯, 在試驗室對小區田面土壤進行了 8次重復擾動的模擬降雨沖 刷試驗,每次試驗均觀測了各小區徑流tt和土壤流失最。據對 土壤流失1進行統計分析,經8次擾動,各次土壤流失量呈逐 漸增大的趨勢,但施用聚丙烯酰胺的小區土壤流失1均小于對 照小區,其土壤流失量僅是對照的44% ~50% ,即施用聚內烯 酰胺的田面,經8次農作擾動和中到大雨的降雨沖刷,與對照 相比可降低土壤流失M 50% -56%。8次田面擾動,相當于農 業生產活動中2年的擾動,聚丙烯酰胺還能保持著減少土壤流 失量50%以上的效果。試驗結果見表2。
1.3研究方法
按照《水土保持試驗規范》設計適宜的試驗室模擬降雨系 統和試驗小區i31。
模擬降雨系統采用微噴模擬人工降雨裝置,用QDX2 -16 - 0.25潛水泵供水,降雨強度為60 min/h,每次降雨時間為3 h。
試驗小區分6°、丨0°和15°三種坡度,每種坡度并排布設4 個小區,其中丨個為對照小區。每個小區長2 m,寬0.5 m,面積 1.0 m2。在每個小區的下端設有出水門和集水池,以承接流失 的徑流和泥沙。每個小區土層厚度為0.3 m,共設置試驗小區 12個。
供試聚丙烯酰胺選擇防治水土流失最優劑型陰離子型分 子量為300萬~4〇〇萬劑型14),選用聚內烯酰胺防治水土流失 的適宜用董為〇• 30 g/m2151。施用時將0• 30 g陰離子塑分子量 為300萬-400萬劑銦聚丙烯酰胺充分溶解于30 L的水中,制 成水溶液,然后均勻噴施于試驗小區土壤表面。各小區毎次模
試驗前測定供試土樣的物理性質(表1)。
表1 供試土樣物理性質
■h壤 類型密度
(&/cm3)總孔土壤微W聚體含!(%)
質地隙度
(%)<0.05 <0.0】 mm mm<0.005 <0.001 mm nun
棕壤中壤1.1144.473.2 48.831.5 2.61
棕壤輕壤1. 1341.665.3 39.630.7 2.48
中國水土保持SWCC 2011年第1期
表2聚丙烯酰胺持效性試驗成果
各次擾動后1:壤流失tt(g/m2)•平均占對照
(%)
12345678
28033434348647650141343840944
66417367871 1389831 221920987927
48563654065761168569674263247
101 1061 4221 0371 239】1091 5721 6271 6321 343
6438906957629689268%96584350
151 3281 8121 2101 3521 7542 0621 8422 1271 686
注:表中每種坡度小區的兩行數值,上行數是用聚內烯酰胺的3個小區5次降南累計流失埴的平均值,F行數是對照K5次降南的累計流失敏。
3結語
在不考慮聚丙烯酰胺產品老化的情況下,選用遼北地區的 棕壤土和聚丙烯酰胺陰離子型分子量300萬~400萬劑型,在 試驗室進行了8次重復的小區田面土壤擾動和中到大雨等級 的降雨沖刷試驗,每次試驗均觀測了各小區徑流量和土壤流失 量。對土壤流失量的分析表明,小區經過8次田面擾動,相當 于一般農業生產活動中2年的擾動,聚丙烯酰胺仍然能保持著 減少土壤流失量50%以上的效果。由此可見,聚丙烯酰胺防治 水土流失效果的持效期可以達到2年以上。