聚丙烯酰胺在农业中的应用

所属栏目:聚丙烯酰胺常见问题   发布时间:2021-04-07   浏览次数:  次   文章来源:https://www.pam315.com

  中国是一个农业大国,保持土壤利用率,提高作物生产力,是各行各业研究者长期研究的课题。随着现代农业的发展和进步,越来越多的化合物被用于农业生产。聚丙烯酰胺是一种水溶性聚合物,其单体为丙烯酰胺(PAM),几乎不溶于醚、酯、苯等有机溶剂,可与水以不同比例混合。溶于水,无毒、无腐蚀性、稳定,仅在150以上才能分解。聚丙烯酰胺可用作絮凝剂、增稠剂、泥浆处理剂、种衣剂、土壤改良剂、水和土壤保湿剂等。
 
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  1.聚丙烯酰胺在农业中的应用原理
 
  我国水土流失范围很广,如山区、丘陵区、风沙区,流失严重。据不完全统计,我国水土流失面积356平方公里,每年流失的土壤总重量近50亿吨。但聚丙烯酰胺有很强的絮凝作用,可以起到水土保持的作用。作用原理是聚丙烯酰胺与水接触时,疏水基团由于疏水作用转向内侧,形成不溶于水的颗粒结构,亲水基团通过氢键与水分子结合形成水合水。聚丙烯酰胺分子结构中三维网络上的羟基酸基团遇水离解,生成-羟基酸离子和氢离子。由于其聚合物链上的羟基酸离子不能扩散到水中,所以网络中的氢离子浓度高于水中的氢离子浓度,从而产生浓度差。聚合物网络外部的水渗入网络内部,达到网络内外氢离子浓度的平衡。因此聚合物网络结构内外都产生渗透压,水分子在渗透压的作用下渗透到网络中形成网状水,是聚合物网络空间束缚的自由水,但束缚的水分子仍然具有普通水的物理化学性质,只是水分子的运动受到限制。在土壤中施用聚丙烯酰胺就是利用这种网状水的原理。遇到干旱时,“网状水”由于渗透压的作用缓慢释放水分,有效防止水分流失和无效蒸发,达到节水的作用。同时,当聚丙烯酰胺分子溶于土壤中的水中时,分子与土壤颗粒的相互作用促进了土壤团聚体的形成,促进了土壤沉降系数、结构系数和各级水稳性团聚体总量的明显增加,增加了土壤水分入渗速率,减少了地表径流,为作物增产提供了条件。
 
  2.聚丙烯酰胺在农业中的作用
 
  聚丙烯酰胺可以改良土壤。土壤水分是作物重要的水分来源,是土壤中生物活动和养分转化的必要条件,对土壤物理性质和作物产量有很大影响。向土壤中添加聚丙烯酰胺可以增加土壤含水量,抑制土壤结皮形成,增加水分入渗。土壤结皮存在于土壤表层,具有密度高、孔隙小、饱和导水率低的特点,能阻碍土壤水分入渗,增加地表径流,阻止种子萌发。聚丙烯酰胺可以增加土壤水分入渗,即增加土壤含水量,降雨后保持一定时间的土壤含水量。聚丙烯酰胺覆盖率越高,土壤含水量越大。聚丙烯酰胺增强土壤保水保肥,增强土壤团粒结构,提高土壤渗透性和抗旱性,为作物生长提供相对优越的条件,显著促进作物生长发育,增加作物产量。PAM可以放在渠源处,也可以用电动设备撒入灌溉渠慢慢溶解。或者将PAM配制成浓度约为15mg/l的稀释剂,用水倒入或用喷嘴喷到表面。聚丙烯酰胺可以抗旱节水,使用后可以增加饲料作物的产量。通过田间试验发现,用聚丙烯酰胺乳液对玉米、大豆等作物种子进行包衣,可以提高干旱地区种子的出苗率。达到省时省力的效果。此外,PAM和低纸糊制成片材铺设在地下,可以防止灌溉渠水下入渗造成的土地盐碱化,减少灌溉次数。
 
  聚丙烯酰胺已广泛用于草地改良。施用聚丙烯酰胺后,沙化草地不同植被恢复区土壤粒径含量变化明显。在30-120kg/ha剂量范围内,聚丙烯酰胺能有效降低土壤中沙粒含量,增加粘粒含量,改善土壤粗化现象。
 
  3.结论
 
  中国水资源短缺,水土流失严重。土壤改良剂聚丙烯酰胺使用简单、方便、易学、价格低廉,可直接产生农业经济效益,土壤改良、水土保持、保水保肥效益显著。这是农业生产中一种新的保水增产方式。聚丙烯酰胺在中国种植业中的作用尚未充分发挥。聚丙烯酰胺的推广使用对农业发展影响巨大,其在农业生产中的应用具有明显优势。特别是在中国北方,聚丙烯酰胺的应用效果日益明显。但与此同时,在推广过程中仍然存在许多制约因素。因此,应加强新型聚丙烯酰胺的研究,克服传统聚丙烯酰胺在应用过程中的一些问题,提高聚丙烯酰胺的耐盐碱强度,增加吸水倍数,降低成本,充分发挥其在农业生产中的巨大作用。
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