PAM在盐渍化土壤中吸附行为及土壤物理性质效应研究

来源 :内蒙古农业大学 | 被引量 : 7次 | 上传用户:paokahh
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P AM作为土壤结构改良剂在土壤改良、水土流失防治、节水灌溉、农业生产、生态环境保护等领域应用价值显著。目前关于PAM的应用研究在非盐渍化土壤中较多,而在盐渍化土壤的研究鲜见报道。盐渍化土壤中的盐分对不同分子量PAM与土壤颗粒的吸附行为不容忽视,然而其对盐渍化土壤物理性质及不同分子量所产生的影响尚不明确。针对以上问题,本试验基于内蒙古河套灌区盐渍化土壤特点(主要盐分为钠镁氯化物或硫酸盐),以非盐渍化土样为基础,掺不同量的NaCl和Na2SO4处理得到轻度、中度及重度三种不同溶解盐的盐渍化土样,并通过室内模拟试验研究PAM在4种不同溶解盐含量、相同质地盐渍化土壤中的吸附行为,分析不同液固比、吸附时间对土壤吸附量的影响,确定4种土壤达到饱和吸附量时的最佳液固比、平衡吸附时间,进而得到吸附等温线。并以非盐渍化土壤为对照分析溶解盐对PAM吸附行为的影响,寻找符合土壤颗粒等温吸附PAM的理论模式,为PAM在盐渍化地区地面灌溉以及相关领域中的合理使用提供理论基础和技术指标,并探明非盐渍化土壤、轻度盐渍化土壤、中度盐渍化土壤及重度盐渍化土壤的物理性质与两种分子量PAM使用量的变化规律,并评估轻度、中度及重度盐渍化土壤施用两种分子量PAM在改善土壤物理性质方面的作用效果以及分析不同分子量PAM对吸附行为及土壤物理性质的影响,初步得出以下主要结论:1.两种分子量PAM在非盐、轻度、中度及重度盐渍化土壤中,随着液固比的增大、吸附时间的延长,土壤充分接触PAM吸附的机会增多,导致吸附量迅速增加,但当土壤吸附容量逐渐饱和时,其对PAM的吸附量趋于稳定。得到中分子量PAM在非盐、轻度盐渍化土壤中的最佳液固比是20:1,吸附平衡时间是8h;在中度、重度盐渍化土壤中的最佳液固比是25:1,吸附平衡时间是6h。高分子量PAM在非盐、轻度盐渍化土壤中的最佳液固比是20:1,吸附平衡时间是10h;在中度、重度盐渍化土壤中的最佳液固比是25:1,吸附平衡时间是8h。2.中分子量PAM在非盐、轻度、中度及重度盐渍化土壤中达到吸附平衡时间的饱和吸附量分别是0.68mg/g、0.74mg/g、1.04mg/g和1.11mg/g,高分子量PAM在非盐、轻度、中度及重度盐渍化土壤中达到吸附平衡时间的饱和吸附量分别是0.63mg/g、0.67mg/g、0.99mg/g和1.04mg/g。得到两种分子量PAM在这四种土壤中的饱和吸附量呈现出非盐渍化土壤<轻度盐渍化土壤<中度盐渍化土壤<重度盐渍化土壤。且两种分子量在同一类型土壤中饱和吸附量呈现出高分子量<中分子量。3.两种分子量PAM在非盐、轻度、中度及重度盐渍化土壤中,当PAM平衡浓度小于260mg/L时,随着PAM浓度的增大,吸附量迅速增加,而在PAM平衡浓度大于260mg/L时,随着PAM浓度的增加吸附量趋于稳定,并且对数据采用Langmuir等温吸附方程进行回归拟合,得到相关系数都达到0.96以上。4.土壤溶解盐含量较少时并不影响土壤对PAM达到饱和吸附时的最佳液固比、吸附平衡时间,当溶解盐含量达到一定程度时,其最佳液固比增大,吸附平衡时间减小。而对于饱和吸附量来说,溶解盐含量与吸附量呈正相关。5.两种分子量PAM均可以明显改善非盐、轻度、中度及重度盐渍化土壤的物理性质。施用PAM后四种土壤的饱和含水量、毛管持水量、田间持水量均比对照有显著提高,并随着PAM施用量在一定范围内增加也随之增多。若超过这个范围,随着PAM施用量增加则减少。施用PAM后有效降低了四种土壤的容重并且增大其毛管孔隙度及非毛管孔隙度。对于非盐和轻度盐渍化土壤物理性质的改良来说,最适宜的PAM施用量是0.75mg/g。对于中度及重度盐渍化土壤,最适宜的PAM施用量是1mg/g。通过比较得出两种分子量PAM对四种土壤物理性质改良效果是重度盐渍化土壤>中度盐渍化土壤>轻度盐渍化土壤>非盐渍化土壤;6.两种分子量对非盐、轻度、中度及重度盐渍化土壤的改良效果在PAM施用量一定范围内呈现出高分子量优于中分子量,而超过这个范围则呈现出中分子量优于高分子量。
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